什么是gan hemt | 什么是gan功率器件 (gan hemt)?| 电子小百科 | rohm co., ltd. -凯发k8一触即发
gan hemt中的“hemt”是“high electron mobility transistor”的首字母缩写,意为“高电子迁移率晶体管”。
高电子迁移率晶体管是使用了电子迁移率高的半导体材料的晶体管,可实现高速开关(高频工作)。
gan hemt的结构
si mosfet是垂直结构,而gan hemt是横向结构。
gan晶体在si衬底上生长,并在其上形成algan(氮化铝镓)层。
当在gan上生长algan薄膜时,由于压电效应,很多电子聚集在界面处,形成高迁移率的二维电子气(2deg:2dimensional electron gas)层。将这一层用作电流路径。
之所以使用si衬底,是因为它比其他材料更容易大口径化,适合大规模生产。
另外,由于gan和si的热膨胀系数差较大,因此晶体生长后降温时会产生较大的应力,可能会导致衬底破裂开裂。
为了缓和这种应力而设置了缓冲层。
开关损耗
与si mosfet相比,gan hemt的开关损耗显著降低。
使用gan hemt可以大幅降低开关损耗,从而能够进一步提高电源系统的效率。
与si mosfet相比,
gan hemt可大幅降低开关损耗
其他特性比较
下表中对si sj(super junction:超级结)mosfet、sic mosfet和gan hemt等功率器件的一般特性(650v电压级)进行了比较。
从表中可以看出,在适用gan hemt的中等耐压、中等功率范围,其开关特性优势显著。
si sj mosfet | sic mosfet | gan hemt | |
---|---|---|---|
耐压 | 650v | 650v | 650v |
支持大电流 | 〇 | 〇 | △ |
高速开关特性 | △ | 〇 | ◎ |
ron・qg*1 | 1*2 | 0.63 | 0.1 |
开关速度 | 1*2 | 2 | 10 |
qrr*3 | 0.73μc | 0.25μc | 0nc |
*1:表示开关性能的指数。该值越小,开关性能越好。
*2:设si sj moset的ron・qg和开关速度为1。
*3:gan hemt是漏-源之间没有寄生pn结,因此反向导通时的反向恢复电荷为“0”。