Saltar al contenido

¿Tienen estos transistores la solución para exprimir la autonomía del coche eléctrico?

16 junio, 2020
¿Tienen estos transistores la solución para exprimir la autonomía del coche eléctrico?

Un equipo de la Universidad de Buffalo ha diseñado una nueva forma de transistor de potencia que puede manejar voltajes extremadamente altos con un espesor mínimo. No vamos a lanzar las campanas sobre la marcha, se necesita más experimentación, pero es un avance que mejoraría la eficiencia en la electrónica de potencia de los vehículos eléctricos.

Los transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido de metal (MOSFET) son componentes que puede encontrar en todo tipo de electrónica de consumo, por supuesto, en electrónica automotriz. Los MOSFET de potencia son un tipo de interruptor diseñado específicamente para manejar grandes cargas de potencia. Se fabrican 50,000 millones al año, para darle una idea de cuán comunes son.

Estos componentes electrónicos de tres pines actúan como interruptores controlados por voltaje. Cuando se aplica un voltaje suficiente (generalmente bastante pequeño) al pin de entrada, crea una conexión entre los otros dos pines, completando un circuito. Su misión es encender y apagar la electrónica de alta potencia muy rápidamente, lo que los convierte en una parte crucial de los vehículos eléctricos.

Los investigadores de Buffalo han creado MOSFET a base de óxido de galio, que según dicen ayudan a manejar voltajes extremadamente altos utilizando transistores de papel delgado. En sus pruebas de laboratorio pudo manejar más de 8,000 voltios antes de que se descompusiera, una cifra significativamente más alta que otros transistores hechos de carburo de silicio o nitruro de galio.

Es vital saber cuánta energía se requiere para sacudir un electrón en un estado conductivo. Cuanto más ancha sea esa banda, mejor. El silicio, el material más común en la electrónica de potencia, tiene una banda de 1,1 voltios de electrones. El carburo de silicio y el nitruro de galio tienen intervalos de banda de 3.4 y 3.3. El óxido de galio alcanzó no menos de 4.8.

Al desarrollar un MOSFET que puede manejar voltajes tan altos en un espesor tan pequeño, el equipo de Buffalo espera que su trabajo pueda contribuir a la electrónica de potencia más pequeña y eficiente en el mundo de los vehículos eléctricos. «Para alimentar realmente estas tecnologías, necesitamos componentes electrónicos de próxima generación que puedan manejar mayores cargas de energía sin aumentar el tamaño de los sistemas de energía electrónicos», dice el autor principal del estudio, Uttam Singisetti. Estos sistemas altamente eficientes podrían ayudarlo a tener mucha más autonomía.

Estudio de la Universidad de Buffalo: IEEE Electron Device Letters.