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功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 4.0

通过低压GaN HEMT级联配置改善Si SJ-MOSFET的反向恢复性能

Improving the Reverse-Recovery Performance of Si SJ-MOSFETs With a Low-Voltage GaN HEMT in a Cascode Configuration

作者 Ji Shu · Jiahui Sun · Zheyang Zheng · Kevin J. Chen
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2024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
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 Si SJ-MOSFET GaN HEMT Cascode配置 反向恢复电荷 开关损耗 动态雪崩 电力电子
语言:

中文摘要

Si超结(SJ)MOSFET体二极管的高反向恢复电荷(Qrr)会导致开关损耗增加甚至动态雪崩失效。本文提出了一种将高压Si SJ-MOSFET与低压GaN HEMT相结合的GaN/Si-SJ级联结构。得益于GaN HEMT的引入,该结构在中等电流下实现了零反向恢复电荷,显著提升了开关性能。

English Abstract

The high reverse-recovery charge (Qrr) of the Si superjunction (SJ) mosfets’ body diode leads to exacerbated switching loss and even destructive dynamic avalanche. In this article, we propose a GaN/Si-SJ cascode structure that combines the high-voltage Si SJ-mosfets with a low-voltage GaN HEMT. Benefiting from introducing GaN HEMT, the GaN/Si-SJ cascode structure features zero Qrr at moderate curr...
S

SunView 深度解读

该技术对于阳光电源的功率变换产品具有重要参考价值。在组串式光伏逆变器和储能变流器(PCS)中,Si SJ-MOSFET常作为核心开关器件,其反向恢复损耗是提升效率的瓶颈。通过GaN/Si-SJ级联技术,可以在不完全放弃Si器件成本优势的前提下,显著降低开关损耗并提升可靠性。建议研发团队在下一代高功率密度组串式逆变器或PowerStack储能系统的DC-DC变换环节中,评估该级联方案在提升整机效率和减小散热体积方面的潜力,特别是在高频化设计趋势下,该方案有望成为SiC器件之外的另一种高性价比技术路径。