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[2018年IEEE第19届电力电子控制与建模研讨会(COMPEL) - 意大利帕多瓦(2018.6.25-2018.6.28)] 2018年IEEE第19届电力电子控制与建模研讨会(COMPEL) - 衬底电位对功率GaN-on-Si HEMT器件动态与静态特性影响的表征与建模

DOI：10.1109/COMPEL.2018.8460101 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 采用导电硅衬底生长的氮化镓功率晶体管如今已实现栅极驱动器与半桥电路的单片集成。其中，衬底电位引发的反向栅极效应给电路设计者带来挑战，阻碍了这项前景广阔技术的发展。本文通过测试商用氮化镓功率HEMT器件，系统表征了衬底电位对其IV特性的影响?；谑挡馐萏崛×烁慕鍭SM-HEMT紧凑型晶体管模型，该模型能描述衬底电位对IV特性及部分CV特性的影响。通过对适配晶体管模型进行瞬态仿真，研究了体电位对硅基氮化镓HEMT器件动态与静态特性的影响。
作者： Cristino Salcines，Sourabh Khandelwal，Ingmar Kallfass
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究衬底电位对功率GaN-on-Si HEMT器件动态与静态特性的影响。

研究成果

横向GaN-on-Si功率晶体管中固有的衬底/体区端效应对其静态和动态特性具有重要影响。研究表明：负VBS电压虽能降低导通所需的栅极电荷QG，但会损害其IV特性；而正VBS电压虽使功率开关具有更高导通性，却需要额外栅极电荷QG来实现导通。像ASM-HEMT这类精确可扩展的紧凑型晶体管模型，能帮助电路设计师预判这些效应，从而优化高侧与低侧晶体管的尺寸参数，实现功率集成电路的最佳性能。

研究不足

该研究聚焦于不同衬底电位下功率GaN-on-Si HEMT的静态与动态特性，但未全面涵盖针对所有可能衬底配置的晶体管模型优化。

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