طوكيو، ٢٢ سبتمبر ٢٠١٧ - أعلنت شركة Mitsubishi Electric Corporation (طوكيو: ٦٥٠٣) أنها قد طورت جهاز طاقة من كربيد السليكون (SiC) بكفاءة طاقة يُعتقد أنها الأعلى على مستوى العالم* في جهاز من هذا النوع. تم تصميم الوحدة المطوّرة حديثًا ليتم تركيبها في وحدات الطاقة ولا تتطلب دائرة حماية عالية السرعة لقطع الإمداد في حالة اكتشاف تيار زائد. سيساعد الجهاز الجديد على تحسين الموثوقية وكفاءة الطاقة لمعدات إلكترونيات الطاقة المستخدمة في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل الأجهزة الإلكترونية المنزلية والآلات الصناعية والعمليات التشغيلية للسكك الحديدية.

* وفقًا لبحث شركة Mitsubishi Electric، وقت صدور هذا الإعلان، فإن تقييم كفاءة الطاقة بجهاز كربيد السليكون الجديد يُعد الأعلى على مستوى العالم بين أجهزة الطاقة من فئة ١٢٠٠ فولت مع وقت دارة قصر يتجاوز ٨ ميكرو ثانية.

تم الكشف للمرة الأولى عن تطوير شركة Mitsubishi Electric لجهاز كربيد السليكون الجديد في المؤتمر الدولي المتعلق بكربيد السليكون والمواد ذات الصلة لعام ٢٠١٧ (ICSCRM 2017)، الذي عُقد في العاصمة واشنطن في الفترة من ١٧ حتى ٢٢ سبتمبر، ٢٠١٧.

إن الموثوقية والكفاءة الفائقتين للجهاز الجديد هما نتيجة هيكل مصدر جديد مسجل الملكية. ففي ترانزستورات تأثير المجال التقليدية المصنوعة من أشباه الموصلات ذات الأكسيد المعدني، المعروفة بوحدات MOSFET، تتكون منطقة المصدر من منطقة واحدة. وبالرغم من ذلك، فقد قدمت شركة Mitsubishi Electric منطقة إضافية في منطقة المصدر للتحكم بمقاومة المصدر الموصَّلة على التوالي في وحدة SiC-MOSFET (راجع الشكل ١). ويؤدي استعمال هذا الهيكل إلى الحد من تدفقات التيار الزائد التي تقع نتيجة دوائر القصر. ونتيجة لذلك، وبناءً على وقت دارة القصر العام المستخدم لأجهزة أشباه الموصلات للطاقة المصنوعة من السليكون، فإن "المقاومة أثناء توصيل الطاقة" في وحدة SiC-MOSFET قد انخفضت بنسبة ٤٠ بالمئة في درجة حرارة الغرفة وانخفض فقد الطاقة بنسبة أعلى من ٢٠ بالمئة (راجع الشكل ٢)، بالمقارنة مع أجهزة SiC-MOSFET التقليدية.**

** يشير المصطلح "المقاومة أثناء توصيل الطاقة" إلى إحدى القيم المميزة لجهاز الطاقة المصنوع من أشباه الموصلات ويتم التعبير عنها من خلال ناتج ضرب مساحة الجهاز في مقاومته. تنخفض "المقاومة أثناء توصيل الطاقة" مع تقليل حجم الجهاز أو انخفاض مقاومته. إن القيمة البالغة ٤٠ بالمئة تم الوصول إليها من خلال مقارنة "المقاومة أثناء توصيل الطاقة" في الجهاز الجديد بنظيرتها في وحدة SiC-MOSFET التقليدية الخاصة بنا التي تدعم ١٢٠٠ فولت.

يسمح تصميم الدائرة المُبسَّط بتطبيق التقنية عبر وحدات SiC-MOSFET التي تدعم قيم فولتية مختلفة. يتم استخدام تقنية دائرة مُجرَّبة ومُختبرة لحماية مكونات السليكون من التلف في حالة حدوث دوائر قصر ويمكن تطبيقها على وحدات SiC-MOSFET الحالية دون الحاجة إلى أي تعديل. يضمن ذلك سهولة تنفيذ وظيفة الحماية في معدات إلكترونيات الطاقة التي تستخدم وحدات SiC-MOSFET.