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金刚石二维电导和场效应管研究新进展
1
作者
张金风
张进成
+2 位作者
任泽阳
苏凯
郝跃
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期2151-2160,共10页
金刚石表面沟道场效应管以氢终端金刚石表面的二维空穴气2DHG(Two-Dimensional Hole Gas)作为沟道实现输入电压对输出电流的控制,是目前金刚石电子器件的主流结构.该2DHG面电导具有可大范围调控的面电荷密度和较高空穴饱和漂移速度.本...
金刚石表面沟道场效应管以氢终端金刚石表面的二维空穴气2DHG(Two-Dimensional Hole Gas)作为沟道实现输入电压对输出电流的控制,是目前金刚石电子器件的主流结构.该2DHG面电导具有可大范围调控的面电荷密度和较高空穴饱和漂移速度.本文回顾了金刚石场效应管器件在直流、频率和功率特性的研究进展,揭示了低迁移率是制约金刚石低功耗高速数字电路、高频器件和高功率微波器件发展的主要因素.从理论和实验总结了金刚石表面电导出现的类调制掺杂的新掺杂机理,尤其实现了室温下2DHG霍尔迁移率提升到680 cm^(2)/Vs,材料方阻从10 kΩ/sq数量级降低到1.4 kΩ/sq电导性能的突破.相信这将会引起金刚石场效应管性能极大提升和器件的快速发展.
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关键词
金刚石
氢终端
场效应管
二维空穴气
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职称材料
2.5 MHz谐振频率GaN基LLC谐振变换器设计
2
作者
张润玉
何云龙
+4 位作者
郑雪峰
张俊杰
周翔
马晓华
郝跃
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1-8,共8页
直流-直流变换器是航天二次电源的核心部件之一,体积小、重量轻、高功率的变换器是航天电源未来发展的趋势。提高变换器开关频率是缩减整机体积与重量、提升变换器性能的重要手段,所以,“高频化”是未来直流-直流变换器的重要发展趋势...
直流-直流变换器是航天二次电源的核心部件之一,体积小、重量轻、高功率的变换器是航天电源未来发展的趋势。提高变换器开关频率是缩减整机体积与重量、提升变换器性能的重要手段,所以,“高频化”是未来直流-直流变换器的重要发展趋势。使用GaN高电子迁移率晶体管作为开关器件,研究了在电路实现软开关的情况下,特定GaN器件对LLC谐振变换器可实现的最大工作频率的影响。研究发现,在保持软开关特性的情况下,GaN器件的输出电容越小,作为LLC谐振变换器的开关器件时可以使变换器实现的最高频率越大,但是GaN器件本身的损耗也会随之增加。针对损耗与高频的折衷关系,建立了精确的GaN器件损耗模型,为效率最优方案提供参考。并针对270 V输入、28 V输出、200 W额定功率的GaN基LLC谐振变换器做出了详细分析,通过使用GaN器件实现了2.5 MHz的高频变换器,整机功重比达到3.1 kW/kg,转换效率峰值为92.8%。原理样机验证了该设计方法可以实现更高频的LLC变换器,为未来制作高频变换器提供了设计参考。
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关键词
GAN
谐振变换器
高谐振频率
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职称材料
金刚石SBD及RF-DC电路应用研究
3
作者
马源辰
任泽阳
+5 位作者
李逸江
张金风
许琦辉
苏凯
张进成
郝跃
《固体电子学研究与进展》
2024年第6期547-551,共5页
采用微波等离子体化学气相沉积设备对单晶金刚石衬底进行氢等离子体处理,形成氢终端金刚石表面空穴电导,制备氢终端肖特基二极管。二极管采用金作为阴极金属,铝作为肖特基金属。接着通过金线键合技术制备了RF-DC电路。二极管表现出良好...
采用微波等离子体化学气相沉积设备对单晶金刚石衬底进行氢等离子体处理,形成氢终端金刚石表面空穴电导,制备氢终端肖特基二极管。二极管采用金作为阴极金属,铝作为肖特基金属。接着通过金线键合技术制备了RF-DC电路。二极管表现出良好的整流特性,在正向电压为-5 V时,电流大小为1.13 mA。RF-DC电路采用了双金刚石肖特基二极管,确保信号输入的全周期都能保持工作。在10 MHz频段下,成功将射频电压信号由7 V的交流电转变成平均电压为1.97 V的直流电,转换效率为13.3%,与仿真结果一致。实验结果表明了金刚石肖特基二极管应用于RF-DC电路的可行性。
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关键词
氢终端金刚石
肖特基二极管(SBD)
RF-DC电路
整流特性
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职称材料
题名
金刚石二维电导和场效应管研究新进展
1
作者
张金风
张进成
任泽阳
苏凯
郝跃
机构
西安电子科技大学
西安电子科技大学
芜湖研究院
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期2151-2160,共10页
基金
国家重点研发计划(No.2022YFB3608600)
自然科学基金(No.62127812,No.62374122)。
文摘
金刚石表面沟道场效应管以氢终端金刚石表面的二维空穴气2DHG(Two-Dimensional Hole Gas)作为沟道实现输入电压对输出电流的控制,是目前金刚石电子器件的主流结构.该2DHG面电导具有可大范围调控的面电荷密度和较高空穴饱和漂移速度.本文回顾了金刚石场效应管器件在直流、频率和功率特性的研究进展,揭示了低迁移率是制约金刚石低功耗高速数字电路、高频器件和高功率微波器件发展的主要因素.从理论和实验总结了金刚石表面电导出现的类调制掺杂的新掺杂机理,尤其实现了室温下2DHG霍尔迁移率提升到680 cm^(2)/Vs,材料方阻从10 kΩ/sq数量级降低到1.4 kΩ/sq电导性能的突破.相信这将会引起金刚石场效应管性能极大提升和器件的快速发展.
关键词
金刚石
氢终端
场效应管
二维空穴气
Keywords
Diamond
hydrogen-terminated
field-effect transistor
two-dimensional hole gas
分类号
TP211.5 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
2.5 MHz谐振频率GaN基LLC谐振变换器设计
2
作者
张润玉
何云龙
郑雪峰
张俊杰
周翔
马晓华
郝跃
机构
西安电子科技大学宽禁带半导体器件与集成技术全国重点实验室
西安
交通
大学
电气工程学院
出处
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1-8,共8页
基金
国家重点研发计划(2023YFB3611900)
国家自然科学基金(U2241220,12035019,62234013)
国家辐射应用创新中心项目(KFZC2022020401)。
文摘
直流-直流变换器是航天二次电源的核心部件之一,体积小、重量轻、高功率的变换器是航天电源未来发展的趋势。提高变换器开关频率是缩减整机体积与重量、提升变换器性能的重要手段,所以,“高频化”是未来直流-直流变换器的重要发展趋势。使用GaN高电子迁移率晶体管作为开关器件,研究了在电路实现软开关的情况下,特定GaN器件对LLC谐振变换器可实现的最大工作频率的影响。研究发现,在保持软开关特性的情况下,GaN器件的输出电容越小,作为LLC谐振变换器的开关器件时可以使变换器实现的最高频率越大,但是GaN器件本身的损耗也会随之增加。针对损耗与高频的折衷关系,建立了精确的GaN器件损耗模型,为效率最优方案提供参考。并针对270 V输入、28 V输出、200 W额定功率的GaN基LLC谐振变换器做出了详细分析,通过使用GaN器件实现了2.5 MHz的高频变换器,整机功重比达到3.1 kW/kg,转换效率峰值为92.8%。原理样机验证了该设计方法可以实现更高频的LLC变换器,为未来制作高频变换器提供了设计参考。
关键词
GAN
谐振变换器
高谐振频率
Keywords
gallium nitride
resonant converters
high resonant frequency
分类号
TN386 [电子电信—物理电子学]
TN710 [电子电信—电路与系统]
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职称材料
题名
金刚石SBD及RF-DC电路应用研究
3
作者
马源辰
任泽阳
李逸江
张金风
许琦辉
苏凯
张进成
郝跃
机构
西安电子科技大学宽禁带半导体器件与集成技术全国重点实验室
西安电子科技大学
芜湖研究院
出处
《固体电子学研究与进展》
2024年第6期547-551,共5页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFB3608601)
国家自然科学基金面上项目(62374122)
国家自然科学基金重大仪器项目(62127812)。
文摘
采用微波等离子体化学气相沉积设备对单晶金刚石衬底进行氢等离子体处理,形成氢终端金刚石表面空穴电导,制备氢终端肖特基二极管。二极管采用金作为阴极金属,铝作为肖特基金属。接着通过金线键合技术制备了RF-DC电路。二极管表现出良好的整流特性,在正向电压为-5 V时,电流大小为1.13 mA。RF-DC电路采用了双金刚石肖特基二极管,确保信号输入的全周期都能保持工作。在10 MHz频段下,成功将射频电压信号由7 V的交流电转变成平均电压为1.97 V的直流电,转换效率为13.3%,与仿真结果一致。实验结果表明了金刚石肖特基二极管应用于RF-DC电路的可行性。
关键词
氢终端金刚石
肖特基二极管(SBD)
RF-DC电路
整流特性
Keywords
H-terminated diamond
Schottky barrier diodes(SBD)
RF-DC circuits
rectification characteristic
分类号
TN304.18 [电子电信—物理电子学]
TN311.7 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
金刚石二维电导和场效应管研究新进展
张金风
张进成
任泽阳
苏凯
郝跃
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
2.5 MHz谐振频率GaN基LLC谐振变换器设计
张润玉
何云龙
郑雪峰
张俊杰
周翔
马晓华
郝跃
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
金刚石SBD及RF-DC电路应用研究
马源辰
任泽阳
李逸江
张金风
许琦辉
苏凯
张进成
郝跃
《固体电子学研究与进展》
2024
0
在线阅读
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职称材料
已选择
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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