基于功率拓?fù)涓邏篏aN器件動態(tài)特性研究
發(fā)布時間：2021-01-22 06:53
GaN作為第三代半導(dǎo)體材料,由于其高擊穿電場、高電子遷移率等優(yōu)良特性,被廣泛地應(yīng)用在電力電子技術(shù)領(lǐng)域。經(jīng)過多年發(fā)展,GaN功率器件逐漸在汽車Lidar系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心、消費類電子產(chǎn)品充電器等多個領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。由于GaN材料在外延生長過程中引入的雜質(zhì)和缺陷在電壓應(yīng)力條件下會俘獲和釋放電子,GaN器件導(dǎo)通電阻會發(fā)生動態(tài)變化。近年來,國內(nèi)外越來越多的科研人員開始關(guān)注電壓應(yīng)力條件對GaN HEMT動態(tài)導(dǎo)通電阻的影響。但是目前的研究只是針對GaN器件在不同電壓應(yīng)力條件下動態(tài)導(dǎo)通電阻的測試和導(dǎo)通電阻變化機理分析,并沒有進(jìn)一步研究在實際應(yīng)用條件下GaN器件動態(tài)導(dǎo)通電阻對功率轉(zhuǎn)化系統(tǒng)效率的影響。本文基于以上研究背景,結(jié)合功率半橋Buck拓?fù)潆娐?研究了GaN器件開關(guān)行為中的動態(tài)特性變化,分析了導(dǎo)通電阻變化對拓?fù)湎到y(tǒng)效率的影響。主要內(nèi)容包括以下幾個方面:（1）基于Buck拓?fù)湓?設(shè)計基于GaN器件半橋Buck電路,完成GaN專用驅(qū)動、功率器件、功率電感的選型,并利用仿真工具LTspice進(jìn)行電路功能性仿真。（2）分析了電壓應(yīng)力引起GaN器件導(dǎo)通電阻上升的兩種機制,設(shè)計器件測試方案,研究了溫度、漏源電壓偏...
【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
功率GaN產(chǎn)業(yè)鏈分布和供應(yīng)商
第一章緒論3EPC是基于增強型氮化鎵的功率管理器件供應(yīng)商，是首家推出替代功率MOSFET器件的硅基增強型氮化鎵(eGaN)場效應(yīng)晶體管企業(yè)，其目標(biāo)應(yīng)用包括直流-直流轉(zhuǎn)換器、無線電源傳送、包絡(luò)跟蹤、射頻傳送、功率逆變器、激光雷達(dá)（LiDAR）及D類音頻放大器等，器件性能比硅功率MOSFET器件高出很多。此外，EPC正在擴大基于eGaN的產(chǎn)品線，其GaN器件電壓從15V到200V不等，導(dǎo)通電流最小為0.5A，最大的則高達(dá)90A（EPC2024），器件封裝形式為不同尺寸的BGA和LGA，圖1-2為EPC公司推出的100V36AGaN器件[7]。同時EPC正大力發(fā)展全GaNIC并推出了EPC2111等集成驅(qū)動單元的單片GaN集成電路[8]。圖1-2EPC100V36AGaN器件[7]GaNSystems提供設(shè)計更小，更低成本，更高效的功率GaN器件。該公司通過改變晶體管性能，可幫助電力轉(zhuǎn)換客戶企業(yè)改變其行業(yè)規(guī)則，實現(xiàn)共贏。GaNSystems的GaN器件主要有100V和650V兩種電壓級別，器件導(dǎo)通電流最低為3.5A,最高則高達(dá)150A，對應(yīng)導(dǎo)通電阻從10mΩ到500mΩ不等[9]。公司的GaNPX封裝形式實現(xiàn)了低電感和低熱阻，為器件提供高效的散熱。圖1-3為GaNSystems公司推出的650V30A級別GaN器件。圖1-3GaNSystems650V30A高壓器件[9]NavitasSemiconductor自2014年成立以來，一直致力于將GaN器件高開關(guān)頻率與高能效相結(jié)合，實現(xiàn)電力系統(tǒng)在充電速度，功率密度和成本等方面的發(fā)展。Navitas通過業(yè)界首款GaN功率IC的發(fā)明實現(xiàn)了這一革命，該功率IC可將開關(guān)速度提高100倍，同時節(jié)能40%或更多。公司的NV6115和NV6117型號器件被多
第一章緒論3EPC是基于增強型氮化鎵的功率管理器件供應(yīng)商，是首家推出替代功率MOSFET器件的硅基增強型氮化鎵(eGaN)場效應(yīng)晶體管企業(yè)，其目標(biāo)應(yīng)用包括直流-直流轉(zhuǎn)換器、無線電源傳送、包絡(luò)跟蹤、射頻傳送、功率逆變器、激光雷達(dá)（LiDAR）及D類音頻放大器等，器件性能比硅功率MOSFET器件高出很多。此外，EPC正在擴大基于eGaN的產(chǎn)品線，其GaN器件電壓從15V到200V不等，導(dǎo)通電流最小為0.5A，最大的則高達(dá)90A（EPC2024），器件封裝形式為不同尺寸的BGA和LGA，圖1-2為EPC公司推出的100V36AGaN器件[7]。同時EPC正大力發(fā)展全GaNIC并推出了EPC2111等集成驅(qū)動單元的單片GaN集成電路[8]。圖1-2EPC100V36AGaN器件[7]GaNSystems提供設(shè)計更小，更低成本，更高效的功率GaN器件。該公司通過改變晶體管性能，可幫助電力轉(zhuǎn)換客戶企業(yè)改變其行業(yè)規(guī)則，實現(xiàn)共贏。GaNSystems的GaN器件主要有100V和650V兩種電壓級別，器件導(dǎo)通電流最低為3.5A,最高則高達(dá)150A，對應(yīng)導(dǎo)通電阻從10mΩ到500mΩ不等[9]。公司的GaNPX封裝形式實現(xiàn)了低電感和低熱阻，為器件提供高效的散熱。圖1-3為GaNSystems公司推出的650V30A級別GaN器件。圖1-3GaNSystems650V30A高壓器件[9]NavitasSemiconductor自2014年成立以來，一直致力于將GaN器件高開關(guān)頻率與高能效相結(jié)合，實現(xiàn)電力系統(tǒng)在充電速度，功率密度和成本等方面的發(fā)展。Navitas通過業(yè)界首款GaN功率IC的發(fā)明實現(xiàn)了這一革命，該功率IC可將開關(guān)速度提高100倍，同時節(jié)能40%或更多。公司的NV6115和NV6117型號器件被多
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硅基GaN功率半導(dǎo)體技術(shù)[J]. 周琦,陳萬軍,張波. 電力電子技術(shù). 2012(12)
本文編號：2992784
【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：65 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
功率GaN產(chǎn)業(yè)鏈分布和供應(yīng)商
第一章緒論3EPC是基于增強型氮化鎵的功率管理器件供應(yīng)商，是首家推出替代功率MOSFET器件的硅基增強型氮化鎵(eGaN)場效應(yīng)晶體管企業(yè)，其目標(biāo)應(yīng)用包括直流-直流轉(zhuǎn)換器、無線電源傳送、包絡(luò)跟蹤、射頻傳送、功率逆變器、激光雷達(dá)（LiDAR）及D類音頻放大器等，器件性能比硅功率MOSFET器件高出很多。此外，EPC正在擴大基于eGaN的產(chǎn)品線，其GaN器件電壓從15V到200V不等，導(dǎo)通電流最小為0.5A，最大的則高達(dá)90A（EPC2024），器件封裝形式為不同尺寸的BGA和LGA，圖1-2為EPC公司推出的100V36AGaN器件[7]。同時EPC正大力發(fā)展全GaNIC并推出了EPC2111等集成驅(qū)動單元的單片GaN集成電路[8]。圖1-2EPC100V36AGaN器件[7]GaNSystems提供設(shè)計更小，更低成本，更高效的功率GaN器件。該公司通過改變晶體管性能，可幫助電力轉(zhuǎn)換客戶企業(yè)改變其行業(yè)規(guī)則，實現(xiàn)共贏。GaNSystems的GaN器件主要有100V和650V兩種電壓級別，器件導(dǎo)通電流最低為3.5A,最高則高達(dá)150A，對應(yīng)導(dǎo)通電阻從10mΩ到500mΩ不等[9]。公司的GaNPX封裝形式實現(xiàn)了低電感和低熱阻，為器件提供高效的散熱。圖1-3為GaNSystems公司推出的650V30A級別GaN器件。圖1-3GaNSystems650V30A高壓器件[9]NavitasSemiconductor自2014年成立以來，一直致力于將GaN器件高開關(guān)頻率與高能效相結(jié)合，實現(xiàn)電力系統(tǒng)在充電速度，功率密度和成本等方面的發(fā)展。Navitas通過業(yè)界首款GaN功率IC的發(fā)明實現(xiàn)了這一革命，該功率IC可將開關(guān)速度提高100倍，同時節(jié)能40%或更多。公司的NV6115和NV6117型號器件被多
第一章緒論3EPC是基于增強型氮化鎵的功率管理器件供應(yīng)商，是首家推出替代功率MOSFET器件的硅基增強型氮化鎵(eGaN)場效應(yīng)晶體管企業(yè)，其目標(biāo)應(yīng)用包括直流-直流轉(zhuǎn)換器、無線電源傳送、包絡(luò)跟蹤、射頻傳送、功率逆變器、激光雷達(dá)（LiDAR）及D類音頻放大器等，器件性能比硅功率MOSFET器件高出很多。此外，EPC正在擴大基于eGaN的產(chǎn)品線，其GaN器件電壓從15V到200V不等，導(dǎo)通電流最小為0.5A，最大的則高達(dá)90A（EPC2024），器件封裝形式為不同尺寸的BGA和LGA，圖1-2為EPC公司推出的100V36AGaN器件[7]。同時EPC正大力發(fā)展全GaNIC并推出了EPC2111等集成驅(qū)動單元的單片GaN集成電路[8]。圖1-2EPC100V36AGaN器件[7]GaNSystems提供設(shè)計更小，更低成本，更高效的功率GaN器件。該公司通過改變晶體管性能，可幫助電力轉(zhuǎn)換客戶企業(yè)改變其行業(yè)規(guī)則，實現(xiàn)共贏。GaNSystems的GaN器件主要有100V和650V兩種電壓級別，器件導(dǎo)通電流最低為3.5A,最高則高達(dá)150A，對應(yīng)導(dǎo)通電阻從10mΩ到500mΩ不等[9]。公司的GaNPX封裝形式實現(xiàn)了低電感和低熱阻，為器件提供高效的散熱。圖1-3為GaNSystems公司推出的650V30A級別GaN器件。圖1-3GaNSystems650V30A高壓器件[9]NavitasSemiconductor自2014年成立以來，一直致力于將GaN器件高開關(guān)頻率與高能效相結(jié)合，實現(xiàn)電力系統(tǒng)在充電速度，功率密度和成本等方面的發(fā)展。Navitas通過業(yè)界首款GaN功率IC的發(fā)明實現(xiàn)了這一革命，該功率IC可將開關(guān)速度提高100倍，同時節(jié)能40%或更多。公司的NV6115和NV6117型號器件被多
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硅基GaN功率半導(dǎo)體技術(shù)[J]. 周琦,陳萬軍,張波. 電力電子技術(shù). 2012(12)
本文編號：2992784
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