基于功率拓扑高压GaN器件动态特性研究
发布时间：2021-01-22 06:53
GaN作为第三代半导体材料,由于其高击穿电场、高电子迁移率等优良特性,被广泛地应用在电力电子技术领域。经过多年发展,GaN功率器件逐渐在汽车Lidar系统、数据中心、消费类电子产品充电器等多个领域发光发热。由于GaN材料在外延生长过程中引入的杂质和缺陷在电压应力条件下会俘获和释放电子,GaN器件导通电阻会发生动态变化。近年来,国内外越来越多的科研人员开始关注电压应力条件对GaN HEMT动态导通电阻的影响。但是目前的研究只是针对GaN器件在不同电压应力条件下动态导通电阻的测试和导通电阻变化机理分析,并没有进一步研究在实际应用条件下GaN器件动态导通电阻对功率转化系统效率的影响。本文基于以上研究背景,结合功率半桥Buck拓扑电路,研究了GaN器件开关行为中的动态特性变化,分析了导通电阻变化对拓扑系统效率的影响。主要内容包括以下几个方面:（1）基于Buck拓扑原理,设计基于GaN器件半桥Buck电路,完成GaN专用驱动、功率器件、功率电感的选型,并利用仿真工具LTspice进行电路功能性仿真。（2）分析了电压应力引起GaN器件导通电阻上升的两种机制,设计器件测试方案,研究了温度、漏源电压偏...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
功率GaN产业链分布和供应商
第一章绪论3EPC是基于增强型氮化镓的功率管理器件供应商，是首家推出替代功率MOSFET器件的硅基增强型氮化镓(eGaN)场效应晶体管企业，其目标应用包括直流-直流转换器、无线电源传送、包络跟踪、射频传送、功率逆变器、激光雷达（LiDAR）及D类音频放大器等，器件性能比硅功率MOSFET器件高出很多。此外，EPC正在扩大基于eGaN的产品线，其GaN器件电压从15V到200V不等，导通电流最小为0.5A，最大的则高达90A（EPC2024），器件封装形式为不同尺寸的BGA和LGA，图1-2为EPC公司推出的100V36AGaN器件[7]。同时EPC正大力发展全GaNIC并推出了EPC2111等集成驱动单元的单片GaN集成电路[8]。图1-2EPC100V36AGaN器件[7]GaNSystems提供设计更小，更低成本，更高效的功率GaN器件。该公司通过改变晶体管性能，可帮助电力转换客户企业改变其行业规则，实现共赢。GaNSystems的GaN器件主要有100V和650V两种电压级别，器件导通电流最低为3.5A,最高则高达150A，对应导通电阻从10mΩ到500mΩ不等[9]。公司的GaNPX封装形式实现了低电感和低热阻，为器件提供高效的散热。图1-3为GaNSystems公司推出的650V30A级别GaN器件。图1-3GaNSystems650V30A高压器件[9]NavitasSemiconductor自2014年成立以来，一直致力于将GaN器件高开关频率与高能效相结合，实现电力系统在充电速度，功率密度和成本等方面的发展。Navitas通过业界首款GaN功率IC的发明实现了这一革命，该功率IC可将开关速度提高100倍，同时节能40%或更多。公司的NV6115和NV6117型号器件被多
第一章绪论3EPC是基于增强型氮化镓的功率管理器件供应商，是首家推出替代功率MOSFET器件的硅基增强型氮化镓(eGaN)场效应晶体管企业，其目标应用包括直流-直流转换器、无线电源传送、包络跟踪、射频传送、功率逆变器、激光雷达（LiDAR）及D类音频放大器等，器件性能比硅功率MOSFET器件高出很多。此外，EPC正在扩大基于eGaN的产品线，其GaN器件电压从15V到200V不等，导通电流最小为0.5A，最大的则高达90A（EPC2024），器件封装形式为不同尺寸的BGA和LGA，图1-2为EPC公司推出的100V36AGaN器件[7]。同时EPC正大力发展全GaNIC并推出了EPC2111等集成驱动单元的单片GaN集成电路[8]。图1-2EPC100V36AGaN器件[7]GaNSystems提供设计更小，更低成本，更高效的功率GaN器件。该公司通过改变晶体管性能，可帮助电力转换客户企业改变其行业规则，实现共赢。GaNSystems的GaN器件主要有100V和650V两种电压级别，器件导通电流最低为3.5A,最高则高达150A，对应导通电阻从10mΩ到500mΩ不等[9]。公司的GaNPX封装形式实现了低电感和低热阻，为器件提供高效的散热。图1-3为GaNSystems公司推出的650V30A级别GaN器件。图1-3GaNSystems650V30A高压器件[9]NavitasSemiconductor自2014年成立以来，一直致力于将GaN器件高开关频率与高能效相结合，实现电力系统在充电速度，功率密度和成本等方面的发展。Navitas通过业界首款GaN功率IC的发明实现了这一革命，该功率IC可将开关速度提高100倍，同时节能40%或更多。公司的NV6115和NV6117型号器件被多
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅基GaN功率半导体技术[J]. 周琦,陈万军,张波. 电力电子技术. 2012(12)
本文编号：2992784
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
功率GaN产业链分布和供应商
第一章绪论3EPC是基于增强型氮化镓的功率管理器件供应商，是首家推出替代功率MOSFET器件的硅基增强型氮化镓(eGaN)场效应晶体管企业，其目标应用包括直流-直流转换器、无线电源传送、包络跟踪、射频传送、功率逆变器、激光雷达（LiDAR）及D类音频放大器等，器件性能比硅功率MOSFET器件高出很多。此外，EPC正在扩大基于eGaN的产品线，其GaN器件电压从15V到200V不等，导通电流最小为0.5A，最大的则高达90A（EPC2024），器件封装形式为不同尺寸的BGA和LGA，图1-2为EPC公司推出的100V36AGaN器件[7]。同时EPC正大力发展全GaNIC并推出了EPC2111等集成驱动单元的单片GaN集成电路[8]。图1-2EPC100V36AGaN器件[7]GaNSystems提供设计更小，更低成本，更高效的功率GaN器件。该公司通过改变晶体管性能，可帮助电力转换客户企业改变其行业规则，实现共赢。GaNSystems的GaN器件主要有100V和650V两种电压级别，器件导通电流最低为3.5A,最高则高达150A，对应导通电阻从10mΩ到500mΩ不等[9]。公司的GaNPX封装形式实现了低电感和低热阻，为器件提供高效的散热。图1-3为GaNSystems公司推出的650V30A级别GaN器件。图1-3GaNSystems650V30A高压器件[9]NavitasSemiconductor自2014年成立以来，一直致力于将GaN器件高开关频率与高能效相结合，实现电力系统在充电速度，功率密度和成本等方面的发展。Navitas通过业界首款GaN功率IC的发明实现了这一革命，该功率IC可将开关速度提高100倍，同时节能40%或更多。公司的NV6115和NV6117型号器件被多
第一章绪论3EPC是基于增强型氮化镓的功率管理器件供应商，是首家推出替代功率MOSFET器件的硅基增强型氮化镓(eGaN)场效应晶体管企业，其目标应用包括直流-直流转换器、无线电源传送、包络跟踪、射频传送、功率逆变器、激光雷达（LiDAR）及D类音频放大器等，器件性能比硅功率MOSFET器件高出很多。此外，EPC正在扩大基于eGaN的产品线，其GaN器件电压从15V到200V不等，导通电流最小为0.5A，最大的则高达90A（EPC2024），器件封装形式为不同尺寸的BGA和LGA，图1-2为EPC公司推出的100V36AGaN器件[7]。同时EPC正大力发展全GaNIC并推出了EPC2111等集成驱动单元的单片GaN集成电路[8]。图1-2EPC100V36AGaN器件[7]GaNSystems提供设计更小，更低成本，更高效的功率GaN器件。该公司通过改变晶体管性能，可帮助电力转换客户企业改变其行业规则，实现共赢。GaNSystems的GaN器件主要有100V和650V两种电压级别，器件导通电流最低为3.5A,最高则高达150A，对应导通电阻从10mΩ到500mΩ不等[9]。公司的GaNPX封装形式实现了低电感和低热阻，为器件提供高效的散热。图1-3为GaNSystems公司推出的650V30A级别GaN器件。图1-3GaNSystems650V30A高压器件[9]NavitasSemiconductor自2014年成立以来，一直致力于将GaN器件高开关频率与高能效相结合，实现电力系统在充电速度，功率密度和成本等方面的发展。Navitas通过业界首款GaN功率IC的发明实现了这一革命，该功率IC可将开关速度提高100倍，同时节能40%或更多。公司的NV6115和NV6117型号器件被多
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅基GaN功率半导体技术[J]. 周琦,陈万军,张波. 电力电子技术. 2012(12)
本文编号：2992784
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2992784.html
