Curso de semiconductores de potencia (SiC/GaN)

Sobre nuestro Curso de semiconductores de potencia (SiC/GaN)

Curso de semiconductores de potencia (Sic/Gan)

Explora la vanguardia en electrónica de potencia, centrándose en los materiales carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN). Se profundiza en el diseño, fabricación y aplicación de dispositivos basados en estas tecnologías, incluyendo transistores MOSFET y diodos Schottky, optimizados para alta eficiencia y altas frecuencias. El curso abarca el análisis de las características eléctricas, rendimiento térmico y fiabilidad de estos semiconductores avanzados, así como su integración en convertidores de potencia, inversores y sistemas de gestión de energía, considerando los estándares de la industria y aplicaciones emergentes.

El programa ofrece un enfoque práctico a través de simulaciones, laboratorios y el análisis de casos de estudio en áreas como vehículos eléctricos (EV), energías renovables y redes inteligentes. Se proporciona conocimiento sobre las técnicas de control de potencia y protección de circuitos, esencial para la aplicación de dispositivos SiC/GaN. Los participantes adquieren las habilidades necesarias para la selección, el diseño y la implementación de soluciones basadas en estos semiconductores, potenciando su perfil profesional en industrias en constante evolución.

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Curso de semiconductores de potencia (SiC/GaN)

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Competencias y resultados

Qué aprenderás

1. Análisis Avanzado de Dispositivos de Potencia SiC/GaN: Diseño, Simulación y Aplicaciones

  • Fundamentos de los semiconductores de banda ancha SiC y GaN: estructura, propiedades y ventajas en aplicaciones de potencia.
  • Modelado y simulación de dispositivos SiC/GaN: modelos de dispositivos, herramientas de simulación (SPICE, etc.) y análisis de rendimiento.
  • Diseño de circuitos con dispositivos SiC/GaN: convertidores de potencia (DC-DC, DC-AC, AC-DC), inversores y sistemas de control.
  • Análisis de conmutación y pérdidas en dispositivos SiC/GaN: modelado de transitorios, eficiencia y gestión térmica.
  • Aplicaciones prácticas de dispositivos SiC/GaN: fuentes de alimentación, accionamientos de motores, vehículos eléctricos, energía renovable y más.
  • Diseño y optimización de disipadores de calor para dispositivos SiC/GaN: análisis térmico, selección de materiales y estrategias de refrigeración.
  • Análisis de la fiabilidad y durabilidad de dispositivos SiC/GaN: pruebas de envejecimiento, análisis de fallos y estrategias de mitigación.
  • Integración de dispositivos SiC/GaN en sistemas: diseño de PCB, blindaje electromagnético y compatibilidad.
  • Normativas y estándares relacionados con dispositivos SiC/GaN: cumplimiento de normativas y seguridad.
  • Tendencias futuras y avances en la tecnología SiC/GaN: investigación y desarrollo en curso.

2. Dominio Integral de Semiconductores SiC/GaN: Fundamentos, Implementación y Optimización

Aquí tienes el contenido solicitado:

  • Comprender la tecnología de semiconductores SiC y GaN: sus propiedades, ventajas y aplicaciones.
  • Analizar los fundamentos de la física de los semiconductores y su aplicación a SiC/GaN.
  • Estudiar las estructuras de dispositivos SiC/GaN: diodos, transistores y otros componentes.
  • Aprender sobre los procesos de fabricación y las técnicas de crecimiento de SiC/GaN.
  • Explorar las características eléctricas de los dispositivos SiC/GaN: conmutación, eficiencia y rendimiento.
  • Diseñar e implementar circuitos utilizando dispositivos SiC/GaN para diversas aplicaciones.
  • Optimizar el diseño de circuitos para minimizar las pérdidas y maximizar la eficiencia.
  • Analizar los aspectos térmicos y de gestión de la temperatura en sistemas SiC/GaN.
  • Comprender las técnicas de protección y fiabilidad de los dispositivos SiC/GaN.
  • Estudiar las aplicaciones prácticas de SiC/GaN en la electrónica de potencia, comunicaciones y otras industrias.
  • Evaluar el rendimiento y la eficiencia de los diseños de circuitos SiC/GaN.
  • Utilizar herramientas de simulación para el diseño y análisis de circuitos SiC/GaN.
  • Aprender sobre las tendencias y el futuro de la tecnología SiC/GaN.

3. Diseño y validación integral orientado al usuario (del modelado a la manufactura)

Aprenderás a integrar todo el proceso de desarrollo de producto desde la concepción del modelo hasta su validación final, aplicando metodologías centradas en el usuario. Desarrollarás competencias en diseño paramétrico, ergonomía, simulación, materiales sostenibles, visualización 3D y gestión de manufactura, garantizando soluciones eficientes, seguras y alineadas con los estándares industriales actuales.

4. Exploración Profunda de la Tecnología SiC/GaN: Principios, Modelado y Aplicaciones Estratégicas

4. Exploración Profunda de la Tecnología SiC/GaN: Principios, Modelado y Aplicaciones Estratégicas

  • Dominar los fundamentos de los semiconductores de carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN): estructura cristalina, propiedades físicas y químicas, y diferencias clave con el silicio (Si).
  • Comprender los procesos de fabricación de dispositivos SiC y GaN: crecimiento de cristales, epitaxia, litografía, grabado y metalización.
  • Analizar los principios de funcionamiento de los dispositivos SiC y GaN: diodos Schottky, MOSFETs, HEMTs y sus características de rendimiento (tensión de ruptura, corriente, frecuencia de conmutación, eficiencia).
  • Estudiar el modelado de dispositivos SiC y GaN: modelos físicos y compactos, simulación de circuitos, herramientas de software (por ejemplo, SPICE, TCAD).
  • Explorar las aplicaciones estratégicas de la tecnología SiC/GaN en diferentes sectores:
    • Electrónica de potencia: convertidores de energía, inversores, cargadores de vehículos eléctricos (EV), fuentes de alimentación de alta eficiencia.
    • Comunicaciones inalámbricas: amplificadores de potencia de RF para estaciones base 5G/6G, radares, satélites.
    • Electrónica de alta temperatura: aplicaciones aeroespaciales, automotrices e industriales.
  • Evaluar los beneficios y desafíos de la tecnología SiC/GaN: ventajas en eficiencia energética, tamaño, peso y costo frente a las tecnologías tradicionales.
  • Analizar las tendencias del mercado y la evolución futura de la tecnología SiC/GaN: innovaciones, nuevos materiales, desarrollo de dispositivos y aplicaciones emergentes.
  • Diseñar e implementar circuitos de prueba para evaluar el rendimiento de dispositivos SiC/GaN: mediciones de parámetros eléctricos, caracterización y análisis de fallos.
  • Adquirir conocimientos sobre las normas y estándares relevantes para la tecnología SiC/GaN: seguridad, fiabilidad y compatibilidad electromagnética (EMC).
  • Estudiar casos prácticos y ejemplos de aplicaciones reales de la tecnología SiC/GaN en diferentes industrias.

5. Ingeniería en Semiconductores de Potencia SiC/GaN: Diseño, Simulación, Caracterización y Aplicaciones

5. Ingeniería en Semiconductores de Potencia SiC/GaN: Diseño, Simulación, Caracterización y Aplicaciones

  • Fundamentos de los semiconductores de potencia SiC y GaN: estructura, propiedades y ventajas.
  • Modelado y simulación de dispositivos SiC/GaN: herramientas y técnicas avanzadas.
  • Diseño de circuitos con semiconductores SiC/GaN: convertidores CC-CC, CC-CA y CA-CC.
  • Caracterización de dispositivos y circuitos SiC/GaN: mediciones eléctricas y térmicas.
  • Aplicaciones de los semiconductores SiC/GaN en la electrónica de potencia: eficiencia energética y miniaturización.
  • Diseño de sistemas de gestión térmica para dispositivos SiC/GaN: refrigeración y disipación de calor.
  • Análisis de fallas y confiabilidad de los semiconductores SiC/GaN: mecanismos de degradación y estrategias de mitigación.
  • Integración de semiconductores SiC/GaN en aplicaciones específicas: vehículos eléctricos, energía renovable e industria.
  • Normativas y estándares en el diseño y fabricación de dispositivos y sistemas con SiC/GaN.
  • Tendencias futuras y desafíos en la ingeniería de semiconductores de potencia SiC/GaN.

6. Optimización de Sistemas Eléctricos con Semiconductores SiC/GaN: Análisis, Simulación y Desarrollo Estratégico

6. **Optimización de Sistemas Eléctricos con Semiconductores SiC/GaN: Análisis, Simulación y Desarrollo Estratégico**

  • Comprender la física subyacente y las características clave de los semiconductores de carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN), incluyendo su estructura cristalina, propiedades de transporte de portadores y comportamiento térmico.
  • Analizar las ventajas y desventajas comparativas de SiC y GaN en aplicaciones de electrónica de potencia, considerando factores como la eficiencia, la densidad de potencia, la velocidad de conmutación y el costo.
  • Dominar las técnicas de simulación numérica para el diseño y análisis de circuitos de potencia basados en SiC y GaN, utilizando herramientas de simulación estándar de la industria como SPICE y simuladores de elementos finitos (FEA).
  • Modelar y simular componentes clave de electrónica de potencia, como diodos, transistores MOSFET y módulos de potencia integrados (IPM), basados en SiC y GaN, con énfasis en el análisis de transitorios y la optimización del rendimiento.
  • Diseñar y optimizar convertidores de potencia (AC-DC, DC-DC, DC-AC) utilizando semiconductores SiC y GaN, considerando aspectos como la topología del circuito, la modulación PWM, la selección de componentes y el diseño de la gestión térmica.
  • Evaluar y mitigar los problemas de ruido y EMI (Interferencia Electromagnética) en sistemas de potencia basados en SiC y GaN, mediante la implementación de técnicas de filtrado, apantallamiento y diseño de PCB.
  • Implementar estrategias de control avanzadas para convertidores de potencia, incluyendo control predictivo, control de modo deslizante y control digital, para mejorar el rendimiento y la eficiencia.
  • Analizar y optimizar el rendimiento térmico de los sistemas de potencia basados en SiC y GaN, mediante el uso de disipadores de calor, técnicas de refrigeración líquida y simulación de transferencia de calor.
  • Explorar aplicaciones específicas de SiC y GaN en diferentes industrias, como la automotriz (vehículos eléctricos e híbridos), la energía renovable (paneles solares, aerogeneradores), la electrónica de consumo y la industria aeroespacial.
  • Desarrollar una estrategia de diseño para el desarrollo de sistemas eléctricos basados en SiC y GaN, desde la selección de componentes y el diseño de circuitos hasta la fabricación, las pruebas y la certificación.
  • Comprender las tendencias actuales y futuras en la tecnología de semiconductores SiC y GaN, incluyendo el desarrollo de nuevos materiales, estructuras de dispositivos y aplicaciones emergentes.

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Para quien va dirigido nuestro:

Curso de semiconductores de potencia (SiC/GaN)

  • Ingenieros/as graduados en áreas como Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Telecomunicaciones o disciplinas similares.
  • Profesionales que trabajen en el diseño, desarrollo o mantenimiento de sistemas de potencia, incluyendo pero no limitado a: ingenieros de diseño, ingenieros de aplicaciones, técnicos especializados.
  • Expertos en industrias clave como: automotriz (vehículos eléctricos e híbridos), energías renovables (paneles solares, inversores eólicos), y electrónica de potencia en general.
  • Investigadores, académicos y estudiantes de posgrado con interés en las tecnologías SiC/GaN y su aplicación en dispositivos de potencia.

Requisitos recomendados: Conocimientos básicos de electrónica, circuitos y semiconductores. Familiaridad con conceptos de física de semiconductores y/o experiencia en simulación de circuitos.
Dominio de inglés a nivel B2 o superior, para la comprensión de materiales técnicos y participación en el curso.

  • Standards-driven curriculum: trabajarás con CS-27/CS-29, DO-160, DO-178C/DO-254, ARP4754A/ARP4761, ADS-33E-PRF desde el primer módulo.
  • Laboratorios acreditables (EN ISO/IEC 17025) con banco de rotor, EMC/Lightning pre-compliance, HIL/SIL, vibraciones/acústica.
  • TFM orientado a evidencia: safety case, test plan, compliance dossier y límites operativos.
  • Mentorado por industria: docentes con trayectoria en rotorcraft, tiltrotor, eVTOL/UAM y flight test.
  • Modalidad flexible (híbrido/online), cohortes internacionales y soporte de SEIUM Career Services.
  • Ética y seguridad: enfoque safety-by-design, ciber-OT, DIH y cumplimiento como pilares.

Módulo 1 — Análisis Avanzado de Dispositivos de Potencia SiC/GaN: Diseño, Simulación y Aplicaciones

1.1 Fundamentos de los semiconductores SiC y GaN: estructura, propiedades y ventajas.
1.2 Diseño de dispositivos de potencia SiC/GaN: transistores MOSFET, JFET y diodos.
1.3 Modelado y simulación de dispositivos SiC/GaN: herramientas y técnicas avanzadas.
1.4 Caracterización de dispositivos SiC/GaN: mediciones y análisis de parámetros clave.
1.5 Aplicaciones de los dispositivos SiC/GaN en convertidores de potencia: topologías y diseños.
1.6 Diseño de circuitos de accionamiento para dispositivos SiC/GaN: optimización y protección.
1.7 Análisis de pérdidas y eficiencia en dispositivos SiC/GaN: modelado y simulación.
1.8 Técnicas de refrigeración para dispositivos SiC/GaN: diseño y selección de disipadores.
1.9 Aplicaciones avanzadas de SiC/GaN: inversores, convertidores DC-DC y cargadores.
1.10 Estudios de casos y ejemplos prácticos de diseño y simulación con SiC/GaN.

2.2 Fundamentos de los Semiconductores SiC/GaN: Estructura y Propiedades
2.2 Comparativa SiC vs. GaN: Ventajas y Desventajas en Aplicaciones de Potencia
2.3 Proceso de Fabricación: Desde el Material Base hasta el Dispositivo Final
2.4 Caracterización de Dispositivos SiC/GaN: Parámetros Clave y Mediciones
2.5 Modelado de Dispositivos: Simulación y Análisis de Circuitos
2.6 Implementación de Dispositivos SiC/GaN en Sistemas de Potencia
2.7 Optimización de Circuitos: Diseño de Drivers y Protección
2.8 Consideraciones Térmicas: Disipación de Calor y Gestión
2.9 Técnicas de Optimización: Conmutación, Eficiencia y Rendimiento
2.20 Aplicaciones Prácticas y Estudios de Caso

3.3 Fundamentos de Diseño de Circuitos con SiC/GaN: Topologías básicas y selección de componentes
3.2 Modelado y Simulación de Circuitos con SiC/GaN: Herramientas y técnicas de simulación
3.3 Diseño de Convertidores DC-DC con SiC/GaN: Eficiencia y optimización de rendimiento
3.4 Diseño de Inversores con SiC/GaN: Estrategias de conmutación y control
3.5 Aplicaciones de Circuitos SiC/GaN en Electrónica de Potencia: Fuentes de alimentación y accionamientos de motores
3.6 Diseño de Circuitos de Protección para Dispositivos SiC/GaN: Sobretensiones y sobrecorrientes
3.7 Diseño Térmico y Gestión de la Disipación de Calor en Circuitos SiC/GaN
3.8 Diseño de Circuitos de Control y Gate Drivers para SiC/GaN
3.9 Aplicaciones Prácticas: Análisis de Casos de Estudio y Ejemplos Reales
3.30 Implementación y Pruebas de Circuitos SiC/GaN: Metodología y verificación del diseño

4.4 Fundamentos de los semiconductores SiC/GaN: estructura y propiedades.
4.2 Modelado de dispositivos SiC/GaN: modelos de simulación y parámetros clave.
4.3 Aplicaciones estratégicas de SiC/GaN en la conversión de energía: diseño y optimización.
4.4 Principios de funcionamiento de los interruptores de potencia SiC/GaN.
4.5 Aplicaciones en sistemas de propulsión eléctrica.
4.6 Aplicaciones en vehículos eléctricos e híbridos.
4.7 Aplicaciones en fuentes de alimentación de alta eficiencia.
4.8 Integración y diseño de circuitos con SiC/GaN.
4.9 Comparativa SiC/GaN vs. silicio en aplicaciones de potencia.
4.40 Tendencias futuras y desafíos en la tecnología SiC/GaN.

5.5 Principios de Diseño de Dispositivos SiC/GaN
5.5 Modelado de Dispositivos SiC/GaN: Análisis y Simulación
5.3 Diseño de Circuitos de Potencia con SiC/GaN
5.4 Aplicaciones de Convertidores de Potencia SiC/GaN
5.5 Caracterización y Pruebas de Dispositivos SiC/GaN
5.6 Sistemas de Control para Aplicaciones SiC/GaN
5.7 Diseño Térmico en Sistemas SiC/GaN
5.8 Integración y Diseño de PCB con SiC/GaN
5.9 Diseño de Sistemas de Alta Frecuencia con SiC/GaN
5.50 Aplicaciones Industriales y de Energía Renovable con SiC/GaN

6.6 Análisis de la eficiencia energética en sistemas de potencia SiC/GaN
6.2 Simulación de escenarios de carga y descarga en aplicaciones SiC/GaN
6.3 Desarrollo de estrategias de control para la optimización de sistemas SiC/GaN
6.4 Diseño de filtros y circuitos de protección para sistemas SiC/GaN optimizados
6.5 Optimización térmica y gestión de calor en sistemas SiC/GaN
6.6 Aplicaciones de SiC/GaN en inversores de potencia y convertidores
6.7 Evaluación del impacto de SiC/GaN en la eficiencia de sistemas eléctricos
6.8 Análisis de la fiabilidad y durabilidad de sistemas SiC/GaN optimizados
6.9 Desarrollo estratégico de soluciones SiC/GaN para diferentes industrias
6.60 Estudios de caso: aplicaciones reales y tendencias futuras en sistemas SiC/GaN

  • Metodología hands-on: test-before-you-trust, design reviews, failure analysis, compliance evidence.
  • Software (según licencias/partners): MATLAB/Simulink, Python (NumPy/SciPy), OpenVSP, SU2/OpenFOAM, Nastran/Abaqus, AMESim/Modelica, herramientas de acústica, toolchains de planificación DO-178C.
  • Laboratorios SEIUM: banco de rotor a escala, vibraciones/acústica, EMC/Lightning pre-compliance, HIL/SIL para AFCS, adquisición de datos con strain gauging.
  • Estándares y cumplimiento: EN 9100, 17025, ISO 27001, GDPR.

Proyectos tipo capstones

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  • Documentación: CV actualizado, expediente académico, SOP/ensayo de propósitoejemplos de proyectos o código (opcional).
  • Proceso: solicitud → evaluación técnica de perfil y experiencia → entrevista técnica → revisión de casos prácticos → decisión final → matrícula.
  • Tasas:
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  • Becas: por mérito académico, situación económica y fomento de la inclusión; convenios con empresas del sector para becas parciales o totales.

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