GaN FET的结构、驱动及应用综述

随着电力电子装置的小型化和轻量化,宽禁带半导体器件GaN FET优于Si器件的特性使其在电力电子领域的应用受到广泛关注。在GaN FET的发展中,其结构和驱动对其安全应用至关重要。首先介绍了目前GaN FET器件的主要结构、工作原理及其产品现状;其次,总结了其驱动电路的隔离方式、常用的分立式驱动电路和集成式驱动电路的结构及原理;最后,对GaN FET在电力电子领域的应用情况进行了概述。

铁电栅材料GaN基场效应晶体管的特性

针对铁电薄膜/GaN基FET结构,利用数值方法研究了铁电栅材料自发极化强度PS变化对GaN基表面电子浓度nS和场效应晶体管转移特性Id-Vg的影响,给出了典型PS和εr值下跨导gm与Vg的关系。结果表明:零栅压下,nS在随PS(0～±59μC/cm2)变化时有4～6个数量级的提高或降低;当Vg=0.65V、PS为-26～26μC/cm2时,nS提高约4个数量级;负栅压下,nS因受引起电子耗尽的PS的影响而降低6～7个数量级,而PS未对Id-Vg产生明显影响,跨导gm在1V左右的栅偏压下达到最大值。这些结果对利用铁电极化和退极化可能改善新型器件性能的研究具有重要意义。

基于GaN FET的LED微显示单片集成技术研究进展

发光二极管(LED)微显示技术由于其潜在应用而倍受关注。与主流的基于硅基驱动器的LED微显示技术不同,采用GaN场效应晶体管(FET)驱动的LED微显示技术制作的器件具有可靠性高和制作工艺简单等优势。总结了各种GaN FET驱动LED微显示的器件结构及性能,这些器件结构包括:直接利用LED外延结构制作FET驱动微型LED发光像素的横向集成结构、HEMT驱动微型LED发光像素的横向叠层结构、纳米线GaN FET驱动LED发光像素的垂直叠层结构。对基于GaN FET驱动的LED微显示技术的进展进行了综述。对GaN FET驱动的LED微显示技术的应用前景和研究方向进行了展望。

用GaN FET可以像使用硅FET一样简单-在48V系统中的示例

对于48V电源系统中的GaN FET应用,一种现有方法是使用基于DSP(数字信号处理器)的数字解决方案来实现高频和高效设计。这在很大程度上是由于缺乏用于与GaN FET搭配使用的控制器,且DSP解决方案需要较多额外的IC,这会增加设计的复杂性和挑战性。在本文中,作者介绍了与GaN FET兼容的模拟控制器,该控制器具有较简单的BOM(物料清单),并使设计人员能够以与使用硅FET相同的简单方法来设计同步降压转换器,并实现出色的性能。