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基于双栅器件技术的p-GaN功率HEMT单片集成双向栅极ESD保护方案
Monolithically Integrated Bidirectional Gate ESD Protection Scheme of p-GaN Power HEMT by Dual-Gate Device Technology
| 作者 | Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu · Lixi Wang · Jie Ma · Ran Ye · Jiaxing Wei · Long Zhang · Chi Zhang · Siyang Liu · Weifeng Sun |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年2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 | p-GaN HEMT ESD 保护 双栅器件 单片集成 电力电子 可靠性 传输线脉冲测试 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的单片集成双向栅极静电放电（ESD）保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管，在几乎不牺牲器件性能的前提下，将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。
English Abstract
This letter proposes a monolithically integrated bidirectional gate electrostatic discharge protection scheme for p-GaN power high-electron-mobility transistors (HEMTs), in which a dual-gate HEMT is designed as the discharging transistor. With this protection scheme, the forward/reverse transmission line pulsing failure current is enhanced from 0.156 A/0.08 A to 1.36 A/5.26 A, almost without sacri...
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SunView 深度解读
随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点，显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力，特别是在高频化、小型化的户用逆变器设计中，可降低外部保护电路的复杂度，提升系统集成度与长期运行可靠性。