近年来随着氮化镓器件制造工艺的迅速发展,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)已经开始应用在电力电子领域。GaN HEMT以其低寄生参数、无反向恢复损耗、高开通速度等特点,可降低开关管的开关损耗。本文以600V GaN HEMT为研究对象,研究...近年来随着氮化镓器件制造工艺的迅速发展,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)已经开始应用在电力电子领域。GaN HEMT以其低寄生参数、无反向恢复损耗、高开通速度等特点,可降低开关管的开关损耗。本文以600V GaN HEMT为研究对象,研究其共源共栅(Cascode)结构引起的开关动态过程及其寄生参数的影响。建立了600V GaN HEMT等效模型并详细推导了其在单相逆变器中开关管正向导通、正向关断、反向续流导通和反向续流关断四种情况的动态过程。GaN HEMT的等效电路考虑了对开关过程及开关损耗有重要影响的寄生电感和寄生电容。理论、仿真及实验证明了Cascode GaN HEMT器件中寄生电感L_(int1)、L_(int3)和L_S直接影响开关管的动态过程进而影响开关管的开关损耗。展开更多
GaN基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)器件在航天、通讯、雷达、电动汽车等领域具有广泛的应用,近年来成为电力电子器件的研究热点。在实际应用中,GaN基HEMT器件随着使用时间的延长会发生退化甚至失效的情...GaN基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)器件在航天、通讯、雷达、电动汽车等领域具有广泛的应用,近年来成为电力电子器件的研究热点。在实际应用中,GaN基HEMT器件随着使用时间的延长会发生退化甚至失效的情况,器件的可靠性问题仍是进一步提高HEMT器件应用的绊脚石。因此,研究器件的可靠性及退化机制对于进一步优化器件性能具有极其重要的意义。将从影响器件可靠性的几个关键因素如高电场应力、高温存储、高温电场和重离子辐照等进行阐述,主要对近几年文献里报道的几种失效机制及相应的失效现象进行了综述和总结,最后讨论了进一步优化器件可靠性的措施,对进一步提高HEMT器件的应用起促进作用。展开更多
文章设计了一款基于氮化镓(GaN)的微机械谐振器。该器件采用氮化镓具有较高的声速和优异的压电系数性质及其二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)作为可开关嵌入电极,通过压电材料薄膜内正交应力(σ_(x)和σ_(y))产生厚度剪...文章设计了一款基于氮化镓(GaN)的微机械谐振器。该器件采用氮化镓具有较高的声速和优异的压电系数性质及其二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)作为可开关嵌入电极,通过压电材料薄膜内正交应力(σ_(x)和σ_(y))产生厚度剪切振动模式实现增强器件振荡特性;采用平面和微机械工艺进行流片,详细说明了器件工艺过程,特别是肖特基和欧姆接触工艺,得到了尺寸为70μm×100μm谐振单元物理。该器件由电极、压电薄膜、电极组成高迁移率晶体管(high electron mobility transition,HEMT)结构,使得谐振器增加了机电共振效果。测试结果表明器件的谐振频率为26.3 MHz,品质因数为2620。通过实验对器件施加不同的栅极电压,在AlGaN/GaN界面上由于自发极化和压电极化而能够产生较大电荷密度和较高速的电子迁移率的二维电子气层。实验结果表明:HEMT的栅极电压引起的沟道的2DEG对谐振器的机电转换特性具有一定的影响,提高了谐振器的性能。该研究对于谐振器的研制具有一定的指导意义。展开更多
文摘近年来随着氮化镓器件制造工艺的迅速发展,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)已经开始应用在电力电子领域。GaN HEMT以其低寄生参数、无反向恢复损耗、高开通速度等特点,可降低开关管的开关损耗。本文以600V GaN HEMT为研究对象,研究其共源共栅(Cascode)结构引起的开关动态过程及其寄生参数的影响。建立了600V GaN HEMT等效模型并详细推导了其在单相逆变器中开关管正向导通、正向关断、反向续流导通和反向续流关断四种情况的动态过程。GaN HEMT的等效电路考虑了对开关过程及开关损耗有重要影响的寄生电感和寄生电容。理论、仿真及实验证明了Cascode GaN HEMT器件中寄生电感L_(int1)、L_(int3)和L_S直接影响开关管的动态过程进而影响开关管的开关损耗。
文摘GaN基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)器件在航天、通讯、雷达、电动汽车等领域具有广泛的应用,近年来成为电力电子器件的研究热点。在实际应用中,GaN基HEMT器件随着使用时间的延长会发生退化甚至失效的情况,器件的可靠性问题仍是进一步提高HEMT器件应用的绊脚石。因此,研究器件的可靠性及退化机制对于进一步优化器件性能具有极其重要的意义。将从影响器件可靠性的几个关键因素如高电场应力、高温存储、高温电场和重离子辐照等进行阐述,主要对近几年文献里报道的几种失效机制及相应的失效现象进行了综述和总结,最后讨论了进一步优化器件可靠性的措施,对进一步提高HEMT器件的应用起促进作用。
文摘文章设计了一款基于氮化镓(GaN)的微机械谐振器。该器件采用氮化镓具有较高的声速和优异的压电系数性质及其二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)作为可开关嵌入电极,通过压电材料薄膜内正交应力(σ_(x)和σ_(y))产生厚度剪切振动模式实现增强器件振荡特性;采用平面和微机械工艺进行流片,详细说明了器件工艺过程,特别是肖特基和欧姆接触工艺,得到了尺寸为70μm×100μm谐振单元物理。该器件由电极、压电薄膜、电极组成高迁移率晶体管(high electron mobility transition,HEMT)结构,使得谐振器增加了机电共振效果。测试结果表明器件的谐振频率为26.3 MHz,品质因数为2620。通过实验对器件施加不同的栅极电压,在AlGaN/GaN界面上由于自发极化和压电极化而能够产生较大电荷密度和较高速的电子迁移率的二维电子气层。实验结果表明:HEMT的栅极电压引起的沟道的2DEG对谐振器的机电转换特性具有一定的影响,提高了谐振器的性能。该研究对于谐振器的研制具有一定的指导意义。
