สารกึ่งตัวนำแถบพลังงานกว้างกำลังพลิกโฉมอุตสาหกรรมการขนส่ง

By รอล์ฟ ฮอร์น

Contributed By DigiKey's North American Editors

2023-03-31

อุตสาหกรรมการขนส่งทั้งหมดอยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ โดยรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) ค่อย ๆ หลีกทางให้กับรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ไฮบริดที่ก่อมลพิษน้อยลง และโซลูชันการขนส่งมวลชนที่สะอาดขึ้น (รถไฟ เครื่องบิน และเรือ) โซลูชันที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นสิ่งจำเป็นในการยับยั้งการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) และลดภาวะโลกร้อน

สารกึ่งตัวนำแถบพลังงานกว้าง (WBG) มีคุณสมบัติหลายประการที่ทำให้น่าสนใจสำหรับการใช้งานด้านการขนส่ง การใช้งานเหล่านี้สามารถทำให้ยานพาหนะมีประสิทธิภาพมากขึ้น เร็วขึ้น และมีน้ำหนักเบาโดยมีระยะทางเพิ่มขึ้น และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

คุณสมบัติของวัสดุ WBG

วัสดุแถบพลังงานกว้างกำลังเปลี่ยนแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลังอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีข้อดีมากเมื่อเปรียบเทียบซิลิกอน (Si) ที่ใช้กันทั่วไป ในขณะที่ซิลิกอนมีแถบพลังงานที่ 1.1 อิเล็กตรอนโวลต์ (eV) วัสดุ WBG มีแถบพลังงานเท่ากับ 2 ถึง 4 eV นอกจากนี้ สนามไฟฟ้าเบรกดาวน์ของเซมิคอนดักเตอร์ WBG ส่วนใหญ่ยังสูงกว่าซิลิกอนอย่างมาก ซึ่งหมายความว่า WBG สามารถทำงานที่อุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นมาก โดยที่ให้ระดับพลังงานที่สูงขึ้นและการสูญเสียที่ลดลง ตารางที่ 1 แสดงคุณสมบัติหลักของซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) และแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ซึ่งเป็นวัสดุ WBG ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด 2 ชนิดเมื่อเปรียบเทียบกับซิลิกอน

คุณสมบัติ	Si	SiC	GaN
แถบพลังงาน (eV)	1.1	3.2	3.4
สนามไฟฟ้าเบรกดาวน์ (MV/cm²)	0.3	3.5	3.3
การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน (cm²/V∙s)	1500	900	900-2000
ความเร็วอิ่มตัวของอิเล็กตรอน (cm/s)	1 ∙ 10⁷	2.2 ∙ 10⁷	2.5 ∙ 10⁷
การนำความร้อน (W/cm∙K)	1.5	5.0	1.3
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก	11.8	10	8.9

ตารางที่ 1: การเปรียบเทียบคุณสมบัติของ Si, SiC และ GaN

ข้อดีหลักของอุปกรณ์ไฟฟ้า SiC เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอน มีดังต่อไปนี้:

การสูญเสียสวิชชิ่งต่ำ: มอสเฟต SiC เป็นอุปกรณ์แบบยูนิโพลาร์ที่มีการสูญเสียในการสวิชชิ่งเปิดและปิดที่ต่ำมาก คุณสมบัตินี้ช่วยให้ความถี่สวิตชิ่งสูงขึ้นโดยมีการสูญเสียน้อยลง ช่วยให้ส่วนประกอบและแม่เหล็กแบบพาสซีฟลดลง
การสูญเสียการนำไฟฟ้าต่ำ: เนื่องจากไม่มีจุดเชื่อมต่อสองขั้ว อุปกรณ์ SiC ยังสามารถลดการสูญเสียระหว่างโหลดน้อยหรือโหลดบางส่วน
อุณหภูมิในการทำงานสูง: ซิลิกอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัติทางความร้อนที่เหนือกว่าซิลิกอน SiC มีกระแสรั่วไหลต่ำในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย ทำให้สามารถทำงานได้เกิน 200°C การระบายความร้อนที่ง่ายขึ้นและการจัดการความร้อนที่ดีเยี่ยมเป็นผลมาจากคุณสมบัตินี้
ไดโอดแบบอินทรินซิกในตัว: ด้วยคุณสมบัตินี้มอสเฟต SiC สามารถทำงานในโหมดไดโอดในควอดแดรนต์ที่สามซึ่งให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการใช้งานด้านไฟฟ้ากำลัง

การรวมคุณสมบัติข้างต้นเข้าด้วยกันทำให้ได้อุปกรณ์ SiC ที่มีความหนาแน่นของพลังงาน ประสิทธิภาพ ความถี่ในการทำงานที่สูงขึ้น และมีขนาดที่เล็กลง

ข้อดีหลักของอุปกรณ์ไฟฟ้า GaN เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ไฟฟ้า Si และ SiC มีดังต่อไปนี้:

อุปกรณ์ GaN สามารถทำงานได้ในควอแดรนท์ที่สามโดยไม่มีการชาร์จฟื้นตัวย้อนกลับแม้ว่าจะไม่มีไดโอดแบบอินทรินซิกในตัวก็ตาม ด้วยเหตุนี้จึงไม่จำเป็นต้องมีไดโอดแบบ Anti-parallel

ค่าเกทต่ำ Q_G และค่าความต้านทานระหว่างเดรนกับแหล่งจ่าย R_DS(ON) ซึ่งส่งผลให้การสูญเสียไดรฟ์น้อยลงและอัตราการสวิตช์เร็วขึ้น
การฟื้นตัวย้อนกลับเป็นศูนย์ ทำให้การสูญเสียสวิชชิ่งลดลงและสัญญาณรบกวน EMI น้อยลง
dv/dt สูง: GaN สามารถสวิตช์ที่ความถี่สูงมาก และเปิดเร็วขึ้น 4 เท่า และปิดเร็วกว่ามอสเฟต SiC ที่มีค่า R_DS(ON) ใกล้เคียงกัน 2 เท่า

การใช้งานอุปกรณ์ WBG

ดังที่ปรากฏในรูปที่ 1 การใช้งานที่ใช้ SiC และ GaN ให้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด และการใช้งานอื่น ๆ ที่คุณลักษณะคาบเกี่ยวกับซิลิคอน บ่อยครั้งที่อุปกรณ์ GaN เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานความถี่สูง ในขณะที่อุปกรณ์ SiC มีศักยภาพสูงที่แรงดันไฟฟ้าสูง

แผนภาพการใช้งานบางอย่างของอุปกรณ์ Si, SiC และ GaN รูปที่ 1: กการใช้งานบางอย่างของอุปกรณ์ Si, SiC และ GaN (แหล่งที่มา: Infineon)

รถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้า

รถยนต์ H/EV ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังหลายระบบเพื่อเปลี่ยนพลังงานของกริดหรือเครื่องยนต์ให้เป็นรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์และอุปกรณ์เสริม นอกจากนั้นรถยนต์ H/EV ส่วนใหญ่ยังใช้การเบรกแบบจ่ายพลังงานกลับ ซึ่งล้อจะหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อชาร์จแบตเตอรี่

แทร็กชันอินเวอร์เตอร์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในยานพาหนะเหล่านี้ โดยจะแปลงไฟฟ้ากระแสตรงสูงจากแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับจ่ายไฟให้กับมอเตอร์สามเฟส (ดูรูปที่ 2) เนื่องจากต้องใช้พลังงานสูง จึงแนะนำให้ใช้อุปกรณ์ SiC ในการใช้งานนี้ ซึ่งจะมีพิกัด 650 V หรือ 1.2 kV ขึ้นอยู่กับโทโพโลยีของอินเวอร์เตอร์ โดย SiC จะช่วยลดการสูญเสีย รวมทั้งลดขนาดและน้ำหนัก ทำให้มีฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็ก

แผนผังส่วนประกอบหลักของ H/EV รูปที่ 2: ส่วนประกอบหลักของ H/EV (แหล่งที่มา: ROHM Semiconductor)

ที่ชาร์จออนบอร์ด (OBC) เชื่อมต่อกับกริด แปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ กำลังขับของ OBC โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 3.3 กิโลวัตต์ถึง 22 กิโลวัตต์ และใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง (600 V ขึ้นไป) แม้ว่าทั้ง SiC และ GaN จะเหมาะสมกับการใช้งานนี้ แต่คุณลักษณะต่างๆ ของ GaN เช่น ความถี่สวิตชิ่งสูง การสูญเสียการนำไฟฟ้าต่ำ ตลอดจนน้ำหนักและขนาดที่ลดลง ทำให้เป็นโซลูชันที่เหมาะสำหรับการนำไปใช้ใน OBC

การใช้งานอื่น ๆ ของ WBG ในรถยนต์ H/EV คือตัวแปลง DC-DC แรงดันต่ำ (LV) ซึ่งทำหน้าที่ลดแรงดันแบตเตอรี่ (200 V ใน HEV และสูงกว่า 400 V ใน EV) เป็น 12 V/48 V DC ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการสำหรับจ่ายไฟให้กับระบบเสริม ด้วยกำลังไฟทั่วไปน้อยกว่า 1 กิโลวัตต์ ตัวแปลง LV สามารถรับความถี่ที่สูงขึ้นได้โดยใช้อุปกรณ์ GaN และ SiC

ตารางที่ 2 สรุปว่า Si, SiC และ GaN เป็นไปตามข้อกำหนดของการใช้งานในรถยนต์ H/EV ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้อย่างไร

ประเภท	ที่ชาร์จออนบอร์ด	อินเวอร์เตอร์และตัวแปลง HV	ตัวแปลง LV
กำลังไฟ	3.3 kV >	12 kW ถึง 400 kW	1 kW ถึง 10 kW
V อินพุต	120 V ถึง 240 V	200 V ถึง 400 V	200 V ถึง 400 V
V เอาท์พุต	200 V ถึง 400 V	100 V ถึง 650 V	12 V ถึง 48 V
ประสิทธิภาพของ Si	85% ถึง 93%	83% ถึง 95%	85% ถึง 90%
ประสิทธิภาพของ SiC	95% ถึง 96%	96% ถึง 97%	96% ถึง 99%
ประสิทธิภาพของ GaN	94% ถึง 98%	ไม่มี	95% ถึง 99%
อุปกรณ์ไฟฟ้า	แยก 600 V ถึง 900 V	แยก/โมดูล 600 V ถึง 1200 V	แยก 600 V ถึง 900 V

ตารางที่ 2: การประยุกต์ใช้ WBG ในรถยนต์ H/EV และการเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับ Si

การขนส่งทางราง

รถไฟฟ้าดึงพลังงานจากกริดผ่านสายจ่ายไฟหรือรางที่สาม แปลงเป็นรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับมอเตอร์และระบบเสริม หากรถไฟวิ่งบนสายไฟฟ้ากระแสสลับ ตัวแปลงไฟฟ้าและวงจรเรียงกระแสจะต้องลดระดับลงและปรับแรงดันไฟฟ้าให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง จากนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะถูกแยกและส่งผ่านอินเวอร์เตอร์เพื่อตอบสนองความต้องการของระบบเสริมและระบบแทร็กชัน

แทร็กชันอินเวอร์เตอร์แปลง DC เป็น AC สำหรับจ่ายไฟให้กับมอเตอร์และปรับสภาพไฟฟ้าที่ได้จากการเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ ดังนั้นตัวแปลงนี้จึงได้รับการออกแบบให้ไหลเวียนของพลังงานแบบสองทิศทาง อินเวอร์เตอร์เสริมจะจ่ายพลังงานให้กับระบบทำความเย็น ระบบอำนวยความสะดวกของผู้โดยสาร และความต้องการอื่น ๆ ที่ไม่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่

ขนาดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังภายในแทร็กชันอินเวอร์เตอร์ขึ้นอยู่กับประเภทของรถไฟ:

รถไฟขนส่ง: 1.2 kV ถึง 2.5 kV
รถไฟโดยสาร: 1.7 kV ถึง 3.3 kV
รถไฟระหว่างเมือง: สูงกว่า 3.3 kV

อย่างไรก็ตาม รถไฟส่วนใหญ่ใช้ 3.3 kV หรือ 1.7 kV

การเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ (Regenerative Braking) ซึ่งส่งไฟฟ้าส่วนหนึ่งกลับคืนสู่กริด ระบบจ่ายไฟฟ้า หรือที่เก็บพลังงาน ทำให้ระบบมีความซับซ้อนมากกว่าระบบที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ต้องเก็บหรือใช้พลังงานที่ผลิตขึ้นใหม่ทันที มิฉะนั้นจะสูญเสียพลังงานไป

IGBT ที่ใช้ Si แบบไบโพลาร์และไดโอดแบบ Freewheeling ซึ่งเดิมใช้ในโมดูลพลังงานสำหรับการใช้งานลากรางรถไฟ สามารถแทนที่ด้วย MOSFET และไดโอดที่ใช้ SiC แบบยูนิโพลาร์ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความถี่สวิชชิ่งและความหนาแน่นของพลังงาน

การสูญเสียการนำไฟฟ้าและสวิชชิ่งจะต้องลดลง และต้องเพิ่มอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อสูงสุดเพื่อลดน้ำหนักและปริมาตรของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ใช้ในการลากจูงรถไฟ สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าซิลิกอนสองขั้วที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย การสูญเสียการนำไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและการสูญเสียสวิชชิ่งที่ลดลงมีผลตรงกันข้าม อุปกรณ์ยูนิโพลาร์ไม่พบการแลกเปลี่ยนระหว่างการนำไฟฟ้าและการสูญเสียสวิชชิ่งเหมือนอุปกรณ์ไบโพลาร์ ผลที่ตามมาคือการสูญเสียสวิชชิ่งสามารถลดลงได้ในขณะที่ลดการสูญเสียการนำไฟฟ้าให้เหลือน้อยที่สุด

การสูญเสียพลังงานในรางไฟฟ้าสามารถลดลงได้อย่างมากด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังจาก WBG เป็นผลให้พลังงานจะถูกดึงออกจากกริดน้อยลง และจะถูกส่งกลับมากขึ้นผ่านการเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ อุปกรณ์ WBG ยังให้ประโยชน์เพิ่มเติมที่ช่วยการขนส่งทางรถไฟนอกเหนือจากการเพิ่มประสิทธิภาพ เช่น:

น้ำหนักที่ลดลงมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพ
อุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้นช่วยให้ระบบระบายความร้อนมีขนาดเล็กลง
ความถี่สวิตชิ่งที่เพิ่มขึ้นช่วยให้ขนาดพาสซีฟเล็กลง ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของแทร็กชันอินเวอร์เตอร์และอินเวอร์เตอร์เสริม โดยอินเวอร์เตอร์และมอเตอร์สามารถตอบสนองความต้องการที่หลากหลายได้รวดเร็วยิ่งขึ้นด้วยความถี่สวิตชิ่งที่สูงขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ สุดท้ายนี้ เนื่องจากความถี่ที่สูงขึ้นจะได้ยินเสียงลดลงและพัดลมระบายความร้อนอาจถูกปิด ดังนั้นสถานีรถไฟที่มีรถไฟอยู่จะมีเสียงดังน้อยลง

การใช้งานทางทะเลและการบิน

นวัตกรรมด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นประโยชน์ต่อภาคการเดินเรือมาเป็นเวลานาน บนเรือ ไฟฟ้ากระแสสลับระดับแรงดันปานกลางจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ดีเซลจะถูกส่งไปยังโหลดต่างๆ ไดรฟ์ขับเคลื่อน (ส่วนผสมระหว่างตัวแปลง AC-DC และ DC-AC) และโหลดอื่น ๆ อยู่ในกลุ่มเหล่านี้เป็นหลัก

แนวโน้มล่าสุดในภาคการเดินเรือกำลังพยายามแทนที่เครือข่ายการจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับด้วยเครือข่ายการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง โซลูชันนี้ขจัดความจำเป็นในการซิงโครไนซ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับระบบจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ โดยสามารถทำงานที่ความเร็วแปรผันได้และประหยัดเชื้อเพลิง ในทางกลับกัน มันต้องมีการใช้วงจรเรียงกระแส (ตัวแปลง AC-DC) ระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับและเครือข่ายจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง

อุปกรณ์ควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ขับเคลื่อนทางทะเลเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเรือที่ต้องทำงานอย่างน่าเชื่อถือสูงสุด ซึ่งมักจะมีขนาดตั้งแต่ไม่กี่วัตต์จนถึงหลายสิบเมกะวัตต์ บ่อยครั้งที่ตัวขับเหล่านี้เป็นบล็อกการแปลงพลังงานที่สำคัญที่สุดในเรือที่มีการจ่ายพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ ดังนั้นประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมจึงเป็นสิ่งสำคัญ

เป็นอีกครั้งที่อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ซิลิกอนแบบเดิมถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ SiC และ GaN ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพในขณะที่ลดขนาดและน้ำหนัก ในไม่ช้าอุปกรณ์ WBG จะแซงหน้าอุปกรณ์ที่ใช้ Si ในฐานะผู้นำอุตสาหกรรม โดยนำเสนอโซลูชันระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ล้ำสมัยซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีซิลิกอน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกังหันที่ใช้เชื้อเพลิงในอนาคตจะเป็นตัวขับเคลื่อนสำคัญสำหรับระบบขับเคลื่อนแบบไฮบริดและระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าทั้งหมด ระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังจะถูกใช้เพื่อเชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ บัสไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงมากเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีพลังงานเพียงพอ บัสเหล่านี้มีช่วงแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ไม่กี่ kV สำหรับยานพาหนะขนาดเล็กไปจนถึงช่วง MV สำหรับเครื่องบิน ยิ่งไปกว่านั้น บัสแรงดัน DC สูงทำให้สามารถใช้เครื่องซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ ซึ่งช่วยลดพลังงานปฏิกิริยาและพิกัดของอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เครื่องแปลงไฟจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่สามารถทำงานที่ความถี่สวิตชิ่งสูงได้เนื่องจากความเร็วรอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีความเร็วสูง ซึ่งส่งผลให้ชิ้นส่วนตัวกรองมีขนาดเล็กลงและเบาลง

ซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีอาจจะนำมาใช้มากที่สุด โดยจะตอบสนองความต้องการทั้งหมดในขณะที่ให้ประสิทธิภาพการแปลงสูง สำหรับเครื่องบินที่มีช่วงพลังงานต่ำกว่า อุปกรณ์มอสเฟต SiC ขนาด 3.3 kV และ 6.5 kV ที่สร้างขึ้นใหม่เป็นที่สนใจอย่างมาก นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในโทโพโลยีตัวแปลงพลังงานแบบโมดูลาร์เพื่อตอบสนองความต้องการแรงดันไฟฟ้า/พลังงานที่สูงขึ้นของเครื่องบินขนาดใหญ่

สรุป

สารกึ่งตัวนำแถบพลังงานกว้าง เช่น ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) และแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) มีข้อดีหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิมในด้านความสามารถในการจัดการกับแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิสูงโดยสูญเสียพลังงานน้อยลง คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ใช้ในงานต่าง ๆ รวมถึงการขนส่ง

สารกึ่งตัวนำ WBG ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการขนส่งเพื่อพัฒนายานพาหนะไฟฟ้าและไฮบริดที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากขึ้น การสูญเสียพลังงานที่ลดลงของสารกึ่งตัวนำแถบพลังงานกว้างช่วยให้ความถี่สวิตชิ่งสูงขึ้น ลดขนาดและน้ำหนักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ซึ่งส่งผลให้ระยะทางของรถไกลขึ้น เวลาในการชาร์จเร็วขึ้น และประสิทธิภาพโดยรวมดีขึ้น

สารกึ่งตัวนำแถบพลังงานกว้างช่วยให้สามารถพัฒนาระบบส่งกำลังที่มีขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึงมอเตอร์ไดรฟ์และอินเวอร์เตอร์สำหรับ EV และ HEV ด้วยการลดขนาดและน้ำหนักของส่วนประกอบเหล่านี้ นักออกแบบยานพาหนะสามารถเพิ่มพื้นที่ว่างสำหรับส่วนประกอบอื่น ๆ หรือปรับปรุงแอโรไดนามิกโดยรวมของยานพาหนะ

นอกจากยานยนต์ไฟฟ้าและไฮบริดแล้ว สารกึ่งตัวนำแถบพลังงานกว้าง ยังใช้ในรูปแบบการขนส่งอื่น ๆ เช่น เครื่องบินและรถไฟ ในการใช้งานเหล่านี้ สมรรถนะด้านอุณหภูมิสูงและแรงดันไฟฟ้าสูงของสารกึ่งตัวนำแถบพลังงานกว้างสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ซึ่งนำไปสู่การลดต้นทุนการดำเนินงานและเพิ่มความปลอดภัย

Disclaimer: The opinions, beliefs, and viewpoints expressed by the various authors and/or forum participants on this website do not necessarily reflect the opinions, beliefs, and viewpoints of DigiKey or official policies of DigiKey.