In den nächsten Monaten werden wir gemeinsam in die Welt der MOSFETs & IGBTs abtauchen:
- Im ersten Teil gehen wir zunächst zurück in die Geschichte und beginnen bei den Anfängen und wagen einen Blick auf die Erfolgsfaktoren.
- Der zweite Teil bietet Ihnen Brancheninformationen in Form von Interviews mit unseren Experten von SilverMicro, Dr. Michael Zhuang und SemiQ, Chip Brakeville, welche uns Einblicke in Zukunftsszenarien und anstehende Entwicklungen geben.
- Abschließend befassen wir uns mit dem Produktbereich und den passenden Anbietern, die Ihr Portfolio abrunden.
Wie alles begann
Die Geschichte der Leistungshalbleiter beinhaltet bahnbrechenden Entdeckungen, Innovationen und technologische Durchbrüche. Heute haben sich IGBTs und MOSFETs unter den vielen Arten von Leistungshalbleitern als Eckpfeiler in der modernen Elektronik etabliert: Ihre Entwicklung hat die Leistungsfähigkeit von Elektronikgeräten und Energieumwandlungssystemen revolutioniert.
Lassen Sie uns einen Blick zurück in die Vergangenheit werfen.
Der erste MOSFET wird entwickelt
In den späten 1950er Jahre begannen Forscher, Transistoren auf der Grundlage von Halbleitermaterialien zu erforschen. Die Entwicklung des MOSFET wurde durch die Arbeit von William Shockley, John Bardeen und Walter Brattain vorangetrieben, die 1947 den ersten bipolaren Transistor bei den Bell Laboratories erfanden. Diese Entdeckung ebnete den Weg für weitere Fortschritte in der Halbleiterindustrie.
Der eigentliche Durchbruch kam jedoch etwas später in den 1960er Jahren, als Mohamed Atalla und Dawon Kahng, ebenfalls bei den Bell Laboratories, den MOSFET entwickelten. Das Bauelement war im Vergleich zu den damals üblichen bipolaren Transistoren effizienter und hatte eine geringere Leistungsaufnahme. Diese Eigenschaften machten ihn ideal für den Einsatz in integrierten Schaltkreisen und führten zu einer schnellen Verbreitung in der Elektronikindustrie.
In den folgenden Jahrzehnten wurden MOSFETs weiter verbessert und optimiert, was zu einer fortwährenden Steigerung ihrer Leistungsfähigkeit führte. Sie wurden zu einem unverzichtbaren Bestandteil von Mikroprozessoren, Speicherchips, Leistungsumwandlern und vielen anderen elektronischen Geräten und sind heute nicht mehr wegzudenken.
So entstand der erste IGBT
Während MOSFETs in vielen Anwendungen viele Jahre lang erfolgreich eingesetzt wurden, stießen sie nun an ihre Grenzen. Besonders in Hochleistungsanwendungen, die hohe Spannungen und Ströme erforderten, war der MOSFET nicht mehr genug. Mit dieser Erkenntnis brach etwa 20 Jahre nach der Erfindung des MOSFETs das Zeitalter des IGBTs an.
Als Reaktion auf die Nachfrage nach leistungsfähigeren Schaltern für Stromrichter und Wechselrichter begann die Entwicklung des IGBT somit in den 1980er Jahren. Der IGBT kombiniert die Vorteile von MOSFETs und bipolaren Transistoren, was ihn ideal für die Anforderungen des Marktes machte.
Der Durchbruch bei der Entwicklung des IGBT gelang Akira Nakagawa und seinem Team bei Mitsubishi Electric: Im Jahr 1982 präsentierten sie den ersten, funktionsfähigen IGBT, was die Leistungselektronik revolutionierte. Als neue Art der Halbleiter etablierte sich der IGBT schnell in Anwendung in der Elektromobilität, erneuerbaren Energien oder der Industrieautomation.
Die Zukunft von IGBT und MOSFET
Heute sind IGBTs und MOSFETs weit verbreitet. MOSFETs werden in der Regel in niedrigeren Leistungsbereichen eingesetzt; IGBTs sind hingegen in vielen Hochleistungsanwendungen unentbehrlich. Ihre fortlaufende Entwicklung und Verbesserung sind ausschlaggebend für die Fortschritte in bedeutenden Bereichen wie Elektrofahrzeugen, erneuerbaren Energien, Industrieautomatisierung oder Stromnetzstabilität.
Kontinuierliche Innovation und technologischer Fortschritt waren in der Geschichte der MOSFETs und IGBTs wegweisend für den Erfolg der beiden Bauteile. Ihre Entstehung und Weiterentwicklung schufen die Grundlage für die moderne Leistungselektronik von heute und werden auch in Zukunft eine Schlüsselrolle in der Elektronikbranche einnehmen.
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