Offene studentische Arbeiten
Mithilfe von Quellen- und Mess-Einheiten (engl. Source Measure Unit, SMU) werden Leistungshalbleiter bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften charakterisiert. Hierfür ist die Einheit sowohl für die Speisung des Halbleiters verantwortlich (Quelle), als auch für die Messung von Spannungen und Strömen (Messen). Innerhalb von Lastwechseltests werden SMUs eingesetzt, um eine Charakterisierung während der Alterung verschiedenster Bauteile zu ermöglichen. Ein Großteil der Ausfälle in Leistungshalbleitern werden durch thermische Beanspruchungen hervorgerufen, die bei solchen Tests über einen gepulsten Stromverlauf aus der SMU erzeugt werden. Durch die hohe Beanspruchung über zyklisches Erhitzen und Abkühlen wird eine beschleunigte Alterung hervorgerufen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll eine SMU entwickelt und in Betrieb genommen werden, die auf bereits vorhandenen SMUs basiert und dabei einen gepulsten Betrieb, während der Erfassung wichtiger Parameter ermöglicht.
Grober Zeitplan
- Einarbeitung / Literaturrecherche (10 %)
- Design und Simulation (30 %)
- Ergänzung der bestehenden Topologie in Matlab/Simulink
- Simulation der Parametermessung
- Design eines Testlayouts
- Aufbau und Inbetriebnahme (45 %)
- Ausarbeitung und Vortrag (15 %)
Ein Großteil der Ausfälle in Leistungshalbleitern werden durch thermische Beanspruchungen hervorgerufen. Insbe sondere Temperaturwechsel führen zu einer mechanischen Ermüdung der Bauteil komponenten und damit einer verringerten Lebensdauer. Von elektrischer Seite her werden degradationssensitive Parameter eingesetzt, um die Alterung des Bauelements zu beobachten. Jeder Ausfallmechanismus hat eine spezifische Degradationssignatur, die es ermöglicht die Art des Ausfalls zu bestimmen.
Im Rahmen dieser Arbeit sollen degradationssensitive Parameter mit besonderem Fokus auf Siliziumkarbid-MOSFETs (SIC-MOSFETs) untersucht werden.
Grober Zeitplan
- Einarbeitung / Literaturrecherche (10 %)
- Design und Simulation (35 %)
- Ergänzung der bestehenden Topologie in Matlab/Simulink
- Simulation der Parametermessung
- Design eines Testlayouts
- Aufbau und Inbetriebnahme (40 %)
- Ausarbeitung und Vortrag (15 %)
Schwerpunkte (können auf individueller Basis gewichtet werden)
- Elektrothermische Simulation
- Platinenentwurf und Design
- Lebensdaueruntersuchung / Auswertung Ausfallmechanismen