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P-Gate GaN HEMT的栅极开关寿命：电路特性与广义模型
Gate Switching Lifetime of P-Gate GaN HEMT: Circuit Characterization and Generalized Model
| 作者 | Bixuan Wang · Qihao Song · Yuhao Zhang |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2024年12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 HEMT p-GaN 栅极 栅极可靠性 开关寿命 电力电子 可靠性建模 过压裕量 |
语言:
中文摘要
本文针对P-GaN栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）在转换器运行中的栅极过压裕度小、可靠性受限的问题，研究了其在实际应用条件下的栅极可靠性。文章通过电路表征建立了广义寿命模型，旨在解决现有直流偏置和脉冲I-V测试无法完全反映实际应用场景的局限性。
English Abstract
In converter operations, a major reliability concern of the GaN high electron mobility transistor (HEMT) with a p-GaN gate (i.e., p-gate GaN HEMT) is the very small gate overvoltage margin. Despite many reliability studies using dc bias and pulse I–V test, the gate reliability under the application-use condition has been seldom reported for p-gate GaN HEMTs. Meanwhile, due to the unique electrosta...
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SunView 深度解读
随着阳光电源在户用光伏逆变器及高频充电桩领域对功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文提出的P-GaN栅极可靠性模型及开关寿命评估方法，对于公司研发部门在设计高频、高效功率模块时具有重要参考价值。建议在下一代小型化、高效率的户用逆变器及车载充电系统（OBC）的选型与驱动电路设计中，引入该模型进行栅极驱动保护设计，以规避GaN器件在复杂开关工况下的过压失效风险，提升系统长期运行的可靠性。