该文针对基于共源共栅氮化镓高电子迁移率晶体管(Cascode GaN HEMT)的直流固态功率控制器(SSPC)在开通过程中的振荡问题,利用Spice模型与Q3D软件提取Cascode结构内部寄生参数,结合SSPC实际工作情况和Cascode结构对开通和关断过程进行分...该文针对基于共源共栅氮化镓高电子迁移率晶体管(Cascode GaN HEMT)的直流固态功率控制器(SSPC)在开通过程中的振荡问题,利用Spice模型与Q3D软件提取Cascode结构内部寄生参数,结合SSPC实际工作情况和Cascode结构对开通和关断过程进行分析,在Saber软件中对SSPC开通过程进行仿真分析。仿真结果表明,振荡产生的主要原因是,在SSPC开通过程中,Cascode GaN HEMT长时间工作在饱和区,容易受到外界干扰产生振荡,且内部存在正反馈环路。针对该问题,该文提出并联RC吸收电路和增大门级驱动电阻的方案,实验结果表明,所提出的方案可以有效抑制振荡。展开更多
为了实现对氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT(gallium nitride high electron mobility transistor)高速开关带来的开通过压、误导通、开关振荡和EMI噪声等问题展开定量的仿真分析,提出了一种基于建模数据和最优化算法的门极增强型GaN ...为了实现对氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT(gallium nitride high electron mobility transistor)高速开关带来的开通过压、误导通、开关振荡和EMI噪声等问题展开定量的仿真分析,提出了一种基于建模数据和最优化算法的门极增强型GaN HEMT电热行为模型建模方法。相比较于常规GaN HEMT行为模型,所提出的建模方法采用2个简单的建模公式实现了对GaN HEMT在第一和第三象限宽工作温度范围内的电热特性进行准确的建模。同时采用一个紧凑的建模公式实现对GaN HEMT非线性寄生电容的精确建模。此外,提出了一种遗传算法和Levenberg-Marquardt算法组合的优化算法,基于该优化算法和建模数据实现了对建模参数的快速提取,在较大程度上减小了建模时间和工作量。仿真表明,所提出的建模方法能够实现对不同公司多个型号的GaN HEMT器件展开精确的建模。最后通过吻合的动态仿真和实验数据验证了所提建模方法的正确性和有效性。展开更多
利用具备亚微米量级空间分辨率和纳秒级时间分辨率的热反射测温技术对工作在脉冲偏置条件下的CGH4006P型Ga N HEMT进行了瞬态温度检测。测量了Ga N器件表面栅极、漏极和源极金属各部位在20μs内的瞬态温度幅度、分布及变化速度等数据。...利用具备亚微米量级空间分辨率和纳秒级时间分辨率的热反射测温技术对工作在脉冲偏置条件下的CGH4006P型Ga N HEMT进行了瞬态温度检测。测量了Ga N器件表面栅极、漏极和源极金属各部位在20μs内的瞬态温度幅度、分布及变化速度等数据。栅极、漏极和源极的温度幅度有着非常明显的差距,器件表面以栅为中心呈现较大的温度分布梯度。器件表面栅金属温度变化幅度最高、变化速度最快,其主要温度变化发生在5μs之内。经过仔细分析,器件各部位温度差异的主要原因是器件的传热方向、不同区域与发热点的距离。展开更多
增强型氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)是高频高功率器件与开关器件领域的研究热点,P-GaN栅技术因具备制备工艺简单、可控且工艺重复性好等优势而成为目前最常用且唯一实现商用的GaN基增强型...增强型氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)是高频高功率器件与开关器件领域的研究热点,P-GaN栅技术因具备制备工艺简单、可控且工艺重复性好等优势而成为目前最常用且唯一实现商用的GaN基增强型器件制备方法。首先,概述了当前制约P-GaN栅结构GaN基HEMT器件发展的首要问题,从器件结构与器件制备工艺这2个角度,综述了其性能优化举措方面的最新研究进展。然后,通过对研究进展的分析,总结了当前研究工作面临的挑战以及解决方法。最后,对未来的发展前景、发展方向进行了展望。展开更多
较之于传统硅器件,新出现的增强型氮化镓晶体管GaN HEMTs(gallium nitride high electron mobility transistors)具有很高的开关速度和高功率密度的特性,可以为直流变换器提供有效的改进。为了解决GaN HEMT在硬开关应用场合下的波形振...较之于传统硅器件,新出现的增强型氮化镓晶体管GaN HEMTs(gallium nitride high electron mobility transistors)具有很高的开关速度和高功率密度的特性,可以为直流变换器提供有效的改进。为了解决GaN HEMT在硬开关应用场合下的波形振荡并提高功率密度和效率,采用半桥LLC谐振变换器为本次应用的拓扑结构。以减小损耗为目的,优化了LLC的谐振参数和死区时间。在400 V输入电压、开关频率300 kHz和输出电压18 V电流12 A的测试条件下,效率达到95.59%。最后对变换器的损耗来源进行分析,损耗的理论计算值接近实际测量值,证明了方法具有一定的实用性。展开更多
文摘该文针对基于共源共栅氮化镓高电子迁移率晶体管(Cascode GaN HEMT)的直流固态功率控制器(SSPC)在开通过程中的振荡问题,利用Spice模型与Q3D软件提取Cascode结构内部寄生参数,结合SSPC实际工作情况和Cascode结构对开通和关断过程进行分析,在Saber软件中对SSPC开通过程进行仿真分析。仿真结果表明,振荡产生的主要原因是,在SSPC开通过程中,Cascode GaN HEMT长时间工作在饱和区,容易受到外界干扰产生振荡,且内部存在正反馈环路。针对该问题,该文提出并联RC吸收电路和增大门级驱动电阻的方案,实验结果表明,所提出的方案可以有效抑制振荡。
文摘利用具备亚微米量级空间分辨率和纳秒级时间分辨率的热反射测温技术对工作在脉冲偏置条件下的CGH4006P型Ga N HEMT进行了瞬态温度检测。测量了Ga N器件表面栅极、漏极和源极金属各部位在20μs内的瞬态温度幅度、分布及变化速度等数据。栅极、漏极和源极的温度幅度有着非常明显的差距,器件表面以栅为中心呈现较大的温度分布梯度。器件表面栅金属温度变化幅度最高、变化速度最快,其主要温度变化发生在5μs之内。经过仔细分析,器件各部位温度差异的主要原因是器件的传热方向、不同区域与发热点的距离。
文摘增强型氮化镓(GaN)基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)是高频高功率器件与开关器件领域的研究热点,P-GaN栅技术因具备制备工艺简单、可控且工艺重复性好等优势而成为目前最常用且唯一实现商用的GaN基增强型器件制备方法。首先,概述了当前制约P-GaN栅结构GaN基HEMT器件发展的首要问题,从器件结构与器件制备工艺这2个角度,综述了其性能优化举措方面的最新研究进展。然后,通过对研究进展的分析,总结了当前研究工作面临的挑战以及解决方法。最后,对未来的发展前景、发展方向进行了展望。
