研究目的
研究衬底偏压对GaN-on-Si HEMT中COSS损耗的影响，以理解和减轻这些损耗，从而应用于高频功率转换。
研究成果
对GaN-on-Si HEMT器件施加负衬底电压可以改善缓冲层中的陷阱效应，从而降低COSS损耗?；撼宀闵杓贫云骷匦灾凉刂匾溆呕杂诟咂蹈咝г诵杏任丶?。
研究不足
该研究的局限性在于设备所能承受的最大应力，这一数值是通过实验测得而非数据手册中所列。未来需要进一步研究陷阱能级和数量对COSS损耗的影响，前提是能获取缓冲层堆叠的精确信息。
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[2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会（WiPDA） - 美国佐治亚州亚特兰大（2018.10.31-2018.11.2）] 2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会（WiPDA） - 衬底偏压对E模GaN-on-Si HEMT导通损耗的影响
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[2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会（WiPDA） - 美国佐治亚州亚特兰大（2018.10.31-2018.11.2）] 2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会（WiPDA） - 衬底偏压对E模GaN-on-Si HEMT导通损耗的影响
DOI：10.1109/WiPDA.2018.8569205
出版年份：2018
更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要：
先前研究发现，在软开关、MHz频率功率转换器中使用的硅基氮化镓（GaN-on-Si）高电子迁移率晶体管（HEMTs）存在较大的输出电容损耗（COSS）。本文通过源极与硅衬底间的背栅偏压，研究了商用GaN HEMTs的电容特性。小信号电容显著降低——650V HEMT最高降低2倍，100V HEMT最高降低4倍——表明漏极-衬底电容是总输出电容的重要组成部分。这部分电容似乎导致了时间常数达秒量级的陷阱-去陷阱效应。我们通过在Sawyer-Tower电路中测试施加负衬底偏压的100V GaN HEMT进行验证，发现相比衬底短路状态，COSS损耗最高可降低30%。
作者：
Jia Zhuang，Grayson Zulauf，Juan Rivas-Davila
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