tre interruttori di alimentazione a terminale che utilizzano segnali di azionamento di piccole dimensioni per controllare tensioni e correnti di grandi dimensioni (vale a dire transistor di potenza) sono anche elementi costitutivi fondamentali di circuiti di conversione ad alta potenza. tuttavia, al momento della stesura di questo manuale, i transistor di commutazione ad alta potenza non sono ancora disponibili in commercio per un utilizzo vantaggioso nei circuiti del sistema di alimentazione. così come riassunti nei riferimenti 134, 135, 172, 180 e 186-188, negli ultimi anni sono stati prototipati vari switch di potenza sicure a tre terminali.

l'attuale mancanza di transistor a commutazione di potenza commerciale è in gran parte dovuta a diverse difficoltà tecnologiche discusse altrove in questo capitolo. ad esempio, tutti i transistor a semiconduttore ad alta potenza contengono giunzioni ad alto campo responsabili del blocco del flusso di corrente nello stato off. pertanto, i limiti di prestazione imposti dai difetti di sic cristall sui diodi raddrizzatori (sezioni 5.4.5 e 5.6.4.1) si applicano anche ai transistor sic potenti. inoltre, le prestazioni e l'affidabilità dei gate di fieldeffect basati sul canale di inversion sic (per esempio mosfet, igbts, ecc.) sono state limitate da scarsa mobilità dei canali di inversione e discutibile affidabilità gate-isolatore discussa nella sezione 5.5.5. per evitare questi problemi, le strutture dei dispositivi sic che non si basano su isolatori di gate di alta qualità, come il mesfet, il jfet, il bjt e il mosfet del canale di esaurimento, sono stati prototipati per l'uso come transistor di commutazione di potenza. tuttavia, queste altre topologie di dispositivi impongono requisiti non standard sulla progettazione dei circuiti del sistema di alimentazione che li rendono poco interessanti rispetto ai mosfet e agli igbts del canale di inversione basati su silicio. in particolare, i mosfet e gli igbts del silicio sono estremamente popolari nei circuiti di alimentazione, in gran parte perché le loro unità mos gate sono ben isolate dal canale di conduzione, richiedono poca potenza del segnale di pilotaggio e i dispositivi sono \"normalmente spenti\" in quanto non c'è corrente quando il cancello è imparziale a 0 v. il fatto che l'altro le topologie dei dispositivi mancano di uno o più di questi aspetti altamente circuit-friendly hanno contribuito all'incapacità dei dispositivi sic-based di sostituire in modo benefico mosfet e igbts basati sul silicio nelle applicazioni del sistema di alimentazione.

come discusso nella sezione 5.5.5, i continui sostanziali miglioramenti nella tecnologia dei mosfet 4h-sic si spera possano presto portare alla commercializzazione dei mosfet 4h-sic. nel frattempo, la vantaggiosa commutazione ad alta tensione associando un sic jfet ad alta tensione con un mosfet di potenza in silicio a bassa tensione in un unico pacchetto di moduli sembra avvicinarsi alla commercializzazione pratica. sono stati prototipati numerosi progetti per i giochi di canali drogati sic (con entrambi i canali laterali e verticali), inclusi mosfet, jfets e mesfets del canale di svuotamento (cioè canali sepolti o drogati). anche se alcuni di questi sono stati progettati per essere \"normalmente fuori\" a zero bias applicato, le caratteristiche operative di questi dispositivi non hanno (come da questo scritto) offerto benefici sufficienti in termini di costi per consentire la commercializzazione.

miglioramenti sostanziali al guadagno di prototipi di bhts di potenza 4h-sic sono stati raggiunti recentemente, in gran parte modificando la progettazione del dispositivo per ospitare la ricombinazione di portatori minoritari indesiderati di grandi dimensioni che si verificano nelle regioni di contatto di base impiantate con p. Anche i igbts, i tiristori, le coppie di darlington e altri derivati ​​di dispositivi di potenza bipolari in silicio sono stati prototipati in sic. il trigger transistor ottico, una tecnica abbastanza utile in precedenti applicazioni di dispositivi al silicio ad alta potenza, è stata dimostrata anche per i dispositivi sic bipolar. tuttavia, poiché tutti i transistor bipolari funzionano con almeno una giunzione pn iniettando portatori minoritari sotto polarizzazione diretta, la degradazione bipolare indotta da difetti cristallo discussa per i raddrizzatori a giunzione pn (sezione 5.6.4.1.2) si applica anche alle prestazioni dei transistor bipolari. pertanto, l'effettiva eliminazione delle dislocazioni del piano basale da parte degli epilayer 4h-sic deve essere effettuata prima che qualsiasi dispositivo a transistor bipolare di potenza possa diventare sufficientemente affidabile per la commercializzazione. anche i problemi di sic mos oxide (sezione 5.5.5) dovranno essere risolti per realizzare benefici igbts ad alta tensione. tuttavia, una conduttività del substrato relativamente povera di tipo p può forzare lo sviluppo di p-igbts invece di strutture n-igbt che attualmente dominano nella tecnologia del silicio.

con il superamento di varie sfide tecnologiche fondamentali per dispositivi di alimentazione sicure, una gamma più ampia di transistor sic sic che aumentano sempre più le specifiche di tensione, corrente e velocità di commutazione consentiranno nuovi vantaggi per i circuiti del sistema di alimentazione.