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硅基集成准垂直GaAs肖特基二极管的温度特性研究
摘要： 本文首次报道了集成于硅基上的太赫兹准垂直GaAs肖特基二极管的热特性表征。研究采用热反射测量技术对器件进行表征，获得了直径5.5微米二极管的加热/冷却温度曲线及二维温度分布图。通过测量提取了器件的热阻、阳极温度及热时间常数。为研究器件几何结构并提取未知材料热参数，建立了等效电路模型和有限元模型。同时采用电学瞬态法对器件进行表征，并对比了两种方法获得的温度与冷却瞬态过程。相比文献报道的其他太赫兹肖特基二极管，该准垂直二极管展现出相当的热阻值及更快的瞬态响应特性。
关键词： 肖特基二极管、热特性表征、成像、热反射法、热参数、异质集成、结温
更新于2025-09-11 14:15:04
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氧化镓肖特基势垒二极管的热特性分析
摘要： β-氧化镓（Ga2O3）具有更高的临界电场强度，有望推动下一代功率电子器件的发展——相比当前基于4H碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）的先进宽禁带器件，这种新型材料能在尺寸、重量、功率及效率方面实现显著提升。然而由于该材料热导率较低，预计Ga2O3器件将面临严重的散热问题。本研究采用热反射成像、显微拉曼热成像和红外热显微镜等多种光学热成像技术，系统分析了不同工作状态下Ga2O3肖特基势垒二极管中的自热效应。通过三维电-热耦合建模验证实验结果并阐明器件结构产热机制。测量的表面与截面温度场表明：器件与电路工程师需重点关注阳极/Ga2O3界面附近和/或轻掺杂漂移层在正向偏压及高压反向偏置条件下产生的集中发热现象。本研究表明，要充分发挥Ga2O3材料体系的潜力，必须采用电-热协同设计技术和表面热管理解决方案。
关键词： 肖特基势垒二极管、热特性表征、电热建模、氧化镓、光学热成像
更新于2025-09-10 09:29:36
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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市(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) - 高密度氮化镓基功率级热特性分析与设计
摘要： 本文提出一种提取高密度氮化镓（GaN）基功率级热等效电路的方法，以48V转12V的GaN基同步降压转换器为测试平台。该测试装置通过测量半桥中两个场效应管（FET）的导通电阻Rds,on来计算结温，同时利用电流源在每个器件和输出滤波电感中产生功耗。独立控制两个栅极电压可实现两FET间功耗的对称或非对称分配，并通过比较这些结果来计算它们之间的耦合与非耦合热阻。对滤波电感的热相互作用也进行了类似建模。研究表征了采用裸PCB且无散热器的基准热设计方案，以及包含散热器、间隙垫片、间隙填充物和塑料垫片的改进热解决方案。每种配置均在三种气流条件下进行测试，并利用所得热模型估算在不使任一FET超过100°C的前提下所能承受的最大电流能力。与基准设计相比，所提出的热解决方案使最大电流处理能力提升了60%以上。
关键词： 热特性表征、eGaN场效应晶体管、热设计、高电子迁移率晶体管（HEMT）、异质结场效应晶体管（HFET）、散热器、结温、氮化镓（GaN）
更新于2025-09-04 15:30:14