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将动态阈值电压纳入肖特基型p-GaN栅极功率HEMT的SPICE模型

Incorporating the Dynamic Threshold Voltage Into the SPICE Model of Schottky-Type p-GaN Gate Power HEMTs

作者 Han Xu · Jin Wei · Ruiliang Xie · Zheyang Zheng · Jiabei He · Kevin J. Chen
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2021年5月
技术分类 功率器件技术
技术标签 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 可靠性分析
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 p-GaN 栅极 HEMT 阈值电压 动态 VTH SPICE 模型 电力电子 肖特基型 漏极偏置 器件建模
语言:

中文摘要

本文研究了增强型肖特基型p-GaN栅极HEMT的阈值电压(VTH)对漏极偏置的依赖性。研究发现,器件从高漏压关断状态切换至导通状态时,所需的栅极电压高于静态特性预期。文章揭示了这种动态VTH现象的物理机制,并将其纳入SPICE模型以提高仿真精度。

English Abstract

The threshold voltage (VTH) of an enhancement-mode Schottky-type p-GaN gate high-electron-mobility transistor (HEMT) is found to have a special dependence on the drain bias. The device commonly requires higher gate voltage to switch on the transistor from a high-drain-voltage off-state than what is expected from the static device characteristics. The reason behind the dynamic VTH has been proved t...
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SunView 深度解读

随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的提升,GaN器件的应用前景广阔。该研究提出的动态阈值电压SPICE模型,能够显著提升电路仿真在宽禁带半导体应用中的准确性,避免因模型偏差导致的驱动电路设计失效。建议研发团队在开发下一代高频、高效率组串式逆变器及微型逆变器时,引入该动态模型进行驱动级电路优化,以提升系统在复杂工况下的可靠性与开关性能,进一步巩固公司在电力电子前沿技术领域的领先地位。