Grupo de Dispositivos y Sistemas de Potencia (PDS)

Los dispositivos se desarrollan sobre diferentes semiconductores (Si, SiC, GaN), y se fabrican en la Sala Blanca del IMB-CNM, cubriendo diversos campos de aplicación (tracción, protección, alta frecuencia, espacio, alta energía, etc.). El Grupo tiene tres líneas de investigación principales: Dispositivos de potencia de silicio, Dispositivos semiconductores de banda ancha e Integración y fiabilidad de sistemas de potencia.

• Dispositivos de alto voltaje para convertidores de alto voltaje robustos y energéticamente eficientes y redes de distribución inteligentes. IGBT inteligentes de 2,5 a 6,5 kV con sensores de tensión y corriente integrados monolíticamente y tiristores MOS avanzados de alta tensión.

• Transistores MOS de superunión de alto voltaje para convertidores CC / CC y corrección del factor de potencia y transistores LDMOS para aplicaciones de RF.

• Dispositivos de protección para aplicaciones domésticas y de telecomunicaciones e interruptores de CA para iluminación y disparo de tiristores.

• Diseño y fabricación de detectores de avalanchas de baja ganancia (LGAD) para aplicaciones médicas y físicas de alta energía

• Tecnologías de proceso optimizadas para semiconductores de banda ancha ancha: carburo de silicio (SiC), nitruro de galio sobre silicio (GaN sobre Si) y, más recientemente, diamante.

• Diseño, fabricación y caracterización de nuevos dispositivos de potencia basados en estos materiales para aplicaciones de alta tensión y alta temperatura. En SiC, la atención se centra en estructuras MOS controladas por puerta, dispositivos JFET y diodos de muy alto voltaje (> 5kV). En GaN, la atención se centra en los dispositivos MIS-HEMT, que tienen un potencial significativo en el rango de aplicación de 600 V, como los automóviles eléctricos y las fuentes de alimentación.

• Fabricación de dispositivos de alta temperatura (diodos, interruptores, circuitos integrados) para aplicaciones aeronáuticas y espaciales.

• Estudio de materiales basados en carbono como, por ejemplo, grafeno epitaxial sobre SiC o nanotubos de carbono.

• Diseño de nuevos módulos y paquetes discretos basados en simulación térmica 3D. Caracterización térmica, modelización e identificación de parámetros de los sistemas desarrollados.

• Diseño y desarrollo de soluciones de empaque para módulos de energía altamente integrados con características mejoradas de administración de energía, temperatura, velocidad de conmutación y confiabilidad.

• Caracterización electrotérmica avanzada basada en métodos ópticos e infrarrojos a nivel de chip y sistema.

• Nuevas metodologías para el análisis de los límites de operación y confiabilidad de dispositivos y sistemas de potencia avanzados.