氮化鎵功率晶體管應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、硅（Si）功率器件發(fā)展至今已接近其性能極限，難以滿足開關(guān)電源高頻、高效率、高功率密度的需求。氮化鎵（GaN）功率晶體管作為寬禁帶半導(dǎo)體材料的典型代表，因其開關(guān)速度快、寄生參數(shù)小、電氣參數(shù)優(yōu)越而受到廣泛關(guān)注。近年來多家半導(dǎo)體廠商已相繼推出GaN器件，因此，開展氮化鎵功率晶體管的應(yīng)用研究工作顯得十分迫切。
　　本文首先分析了低壓和高壓GaN功率晶體管的性能優(yōu)勢與不足。低壓增強(qiáng)型GaN晶體管體積小、寄生參數(shù)小等優(yōu)勢適宜高頻工作；但其反向

2、導(dǎo)通壓降高、驅(qū)動(dòng)電壓范圍窄。高壓耗盡型GaN晶體管驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡單，反向恢復(fù)特性優(yōu)異，但其難以實(shí)現(xiàn)真正意義的ZVS，這一定程度限制了工作頻率的提高。在特性分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)低壓GaN晶體管反向?qū)▔航蹈?、?qū)動(dòng)電壓范圍窄的不足，提出一種適用于低壓GaN晶體管的改進(jìn)型三電平驅(qū)動(dòng)方式，該方式通過合理設(shè)置死區(qū)時(shí)間并利用假性開通原理，減小了反向?qū)〒p耗、抑制了驅(qū)動(dòng)電壓的振蕩。一臺(tái)12V輸入、1.2V/20A輸出、1MHz開關(guān)頻率的原理樣機(jī)驗(yàn)證了所提方