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重复硬开关应力下GaN共源共栅器件退化机理研究
Investigation on the Degradation Mechanism for GaN Cascode Device Under Repetitive Hard-Switching Stress
| 作者 | Chi Zhang · Siyang Liu · Sheng Li · Yanfeng Ma · Weihao Lu · Jingwen Huang · Weifeng Sun · Zhuo Yang · Yuanzheng Zhu · Lihua Ni |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2022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 可靠性分析 功率模块 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | GaN Cascode器件 硬开关应力 衰减机理 TCAD仿真 热电子注入 电力电子 可靠性 |
语言:
中文摘要
本文详细研究了共源共栅（Cascode）配置下耗尽型GaN器件在重复硬开关应力下的电参数退化。通过TCAD仿真与综合实验分析，揭示了两种不同的退化机制。研究证明，在较低漏源电压（Vds）硬开关条件下，热电子注入是导致器件性能退化的主要原因。
English Abstract
The degradations of electrical parameters for depletion mode GaN devices in the cascode configuration under repetitive hard-switching stress are investigated in detail. With the help of TCAD simulations and comprehensive experimental analysis, two different mechanisms behind the degradations are demonstrated. Under a relatively low Vds hard-switching condition, hot electron injection is proved to ...
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SunView 深度解读
GaN作为宽禁带半导体，在提升阳光电源户用光伏逆变器及小型化充电桩的功率密度和效率方面具有巨大潜力。本文揭示的Cascode结构GaN器件在硬开关下的退化机理，对公司研发团队在功率模块选型、驱动电路设计及开关频率优化方面具有重要的指导意义。建议在产品设计中，针对高频硬开关工况，优化驱动电压及缓冲电路设计，以抑制热电子注入效应，从而提升系统长期运行的可靠性，确保产品在严苛工况下的寿命表现。