氮化鎵功率器件的特性及其應(yīng)用的研究.pdf

1、受制于硅材料的特性和器件的封裝技術(shù)，硅功率器件的動(dòng)靜態(tài)性能進(jìn)一步優(yōu)化的空間有限，難以滿(mǎn)足未來(lái)開(kāi)關(guān)電源高效率和高功率密度的需求。因此需要高頻性能表現(xiàn)更加優(yōu)異的新型器件。
　　在寬禁帶半導(dǎo)體中，氮化鎵功率器件是典型代表。其相比于硅材料的功率器件具有更低的導(dǎo)通電阻，更小的開(kāi)關(guān)損耗，可以使用更小的散熱片和更簡(jiǎn)單的熱管理。氮化鎵能夠提供較低的柵極電荷，開(kāi)關(guān)速度快、寄生參數(shù)小、電氣參數(shù)優(yōu)越，有望替代硅功率半導(dǎo)體器件。近幾年多家半導(dǎo)體廠(chǎng)商相繼推

2、出了氮化鎵功率器件，但目前所能參考的數(shù)據(jù)資料有限，所以有必要對(duì)氮化鎵功率器件展開(kāi)進(jìn)一步的研究工作。
　　本文介紹了氮化鎵功率器件的國(guó)內(nèi)外發(fā)展和研究現(xiàn)狀，分析了其性能優(yōu)勢(shì)和不足。以氮化鎵系統(tǒng)公司的單體增強(qiáng)型氮化鎵功率器件為主要研究對(duì)象，對(duì)其動(dòng)靜態(tài)特性和硅功率器件進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比分析，并搭建雙脈沖測(cè)試的仿真模型和實(shí)驗(yàn)電路，分析測(cè)試結(jié)果，進(jìn)一步總結(jié)驗(yàn)證了氮化鎵功率器件優(yōu)越的高頻開(kāi)關(guān)特性。
　　針對(duì)單體增強(qiáng)型氮化鎵功率器件的開(kāi)關(guān)特性，

3、提出了在其電路仿真模型時(shí)應(yīng)考慮寄生參數(shù)的問(wèn)題，以及寄生參數(shù)所引起的開(kāi)通關(guān)斷時(shí)刻的尖峰和振鈴現(xiàn)象可減緩的方法和策略。本文設(shè)計(jì)了獨(dú)立拉灌輸出的高頻驅(qū)動(dòng)電路，并進(jìn)行了開(kāi)關(guān)特性的仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)比，以及高頻下的負(fù)載實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化處理。
　　本文選取了BOOST變換器作為單體增強(qiáng)型氮化鎵功率器件應(yīng)用特性的研究拓?fù)洌鶕?jù)實(shí)際需要，進(jìn)行了基于氮化鎵功率器件的BOOST變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)，進(jìn)行了適合高頻工作的控制電路、驅(qū)動(dòng)電路以及輔助電源部分的電路設(shè)計(jì)。通