1mm SiC多指栅微波功率器件

研制了4H-SiC MESFET 1mm多栅器件. 通过对SiC关键工艺技术进行研究，设计出初步可行的工艺流程，并且制作出单栅宽100μm，总栅宽1mm，栅长0.8μm的n沟道4H-SiC MESFET，其微波特性测试结果为：在2GHz, Vds＝30V时，最大输出功率为1.14W，相应增益为4.58dB，功率附加效率为19%，漏极效率为28.7%.     

1mm SiC多指栅微波功率器件

研制了4H-SiC MESFET 1mm多栅器件.通过对SiC关键工艺技术进行研究,设计出初步可行的工艺流程,并且制作出单栅宽100μm,总栅宽1mm,栅长0.8μm的n沟道4H-SiC MESFET,其微波特性测试结果为:在2GHz,Vds=30V时,最大输出功率为1.14W,相应增益为4.58dB,功率附加效率为19%,漏极效率为28.7%.     

宽禁带半导体SiC功率器件发展现状及展望

碳化硅(SiC)是第三代半导体材料的典型代表,也是目前晶体生长技术和器件制造水平最成熟、应用最广泛的宽禁带半导体材料之一,是高温、高频、抗辐照、大功率应用场合下极为理想的半导体材料.文章结合美国国防先进研究计划局DARPA的高功率电子器件应用宽禁带技术HPE项目的发展,介绍了SiC功率器件的最新进展及其面临的挑战和发展前景.同时对我国宽禁带半导体SiC器件的研究现状及未来的发展方向做了概述与展望.     

SiC宽禁带功率器件在雷达发射机中的应用分析

介绍了SiC宽禁带半导体材料的特性,通过与Si和GaAs半导体相比较,该材料在击穿电场强度、截止频率、热传导率、抗辐射能力、结温和热稳定性等方面具有显著优点。SiC宽禁带功率器件,尤其在输出功率、功率密度、工作频率、工作带宽、环境适应性和总效率等方面具有卓越的性能,在雷达发射机中有良好的应用前景。文章还详细论述了现代雷达对SiC功率器件的具体指标要求。     

宽禁带半导体功率器件

阐述了宽禁带半导体的主要特性与ＳｉＣ、金刚石等主要宽禁带半导体功率器件的最新发展动态及其存在的主要问题,并对其未来的发展作出展望。     

SiC MESFET微波功率测试技术

对SiC MESFET的微波测试技术进行了分析,并针对这一采用第三代半导体材料研制的器件,结合硅微波双极功率晶体管和GaAs MESFET的测试技术,建立了SiC MESFET的微波测试系统,完成了2GHz工作频率下瓦级功率输出SiC MESFET的测试,功率增益大于6dB,器件的fT为6.7GHz,fmax达25GHz.     

SiC微波半导体在T/R组件中的应用

本文简述了SiC微波半导体的特性,分析了SiC微波器件在有源相控阵雷达T/R组件中的应用,讨论了T/R组件微波关键技术,即功率放大链、高功率限幅保护、低噪声接收机前端等微波半导体电路的设计思路以及SiC微波器件在T/R组件中的潜在应用,比较了Si和SiC时代关键电路的特性及其技术状态,指出了SiC微波半导体的发展对未来军事电子设备相控阵雷达T/R组件的重要性。     

SiC微波半导体在T／R组件中的应用前景

简述了SiC微波半导体的特性,通过与Si相关特性的比较,SiC在击穿电压、热传导率、增益特性等方面具有的显著优势,分析了SiC微波器件在有源相控阵雷达T/R组件中的应用前景,对T/R组件微波关键技术,功率放大链、高功率限幅器、低噪声接收机前端等微波半导体电路的设计思路进行了讨论,及SiC微波器件在T/R组件中的潜在应用,比较了Si和SiC时代,关键电路的特性及其技术状态,以及对未来军事电子设备相控阵雷达T/R组件发展的重要性.     

大栅宽功率器件的分布性研究

随着器件工作频率的升高,以集总元件模型描述大栅宽功率器件引入的误差将越来越大,且这一趋势随着栅长的减小更加显著。对微波大栅宽功率器件的分布性作了初步研究,对传统建模和器件优化方法进行改进,将器件中的有源部分和无源部分分离开,利用微波传输线理论和奇偶模分析对器件的无源部分建模,在满足集总条件时对有源区建模,将两者综合建立了分段的线性模型。与测量结果进行了比较,表明分段模型取得了更为精确的结果;在此基础上又建立了分段的非线性模型,模拟和验证了大栅宽器件的早期非线性现象;最后还提出了功率器件栅宽优化设计的估算方法。     

4H-SiC MESFET器件工艺

介绍了制作4H-SiC MESFET器件的关键工艺.通过改进工艺,采用半绝缘衬底的国产SiC三层外延片,制造出总栅宽为1mm,2GHz连续波下输出功率大于4W,小信号增益大于10dB的SiC MESFET.     

高性能1mm AlGaN/GaN功率HEMTs研制

报道了基于蓝宝石衬底的高性能1mm AlGaN/GaN HEMTs功率器件.为了提高微波功率器件性能,采用新的欧姆接触和新型空气桥方案.测试表明,器件电流密度为0.784A/mm,跨导197mS/mm,击穿电压大于40V,截止态漏电较小,1mm栅宽器件的单位截止频率达到20GHz,最大振荡频率为28GHz,功率增益为11dB,功率密度为1.2W/mm,PAE为32%,两端口阻抗特性显示了在微波应用中的良好潜力.     

高性能1mm AlGaN/GaN功率HEMTs研制

报道了基于蓝宝石衬底的高性能1mm AlGaN/GaN HEMTs功率器件.为了提高微波功率器件性能，采用新的欧姆接触和新型空气桥方案．测试表明，器件电流密度为0.784A/mm，跨导197mS/mm，击穿电压大于40V，截止态漏电较小，1mm栅宽器件的单位截止频率达到20GHz，最大振荡频率为28GHz，功率增益为11dB，功率密度为1.2W/mm,PAE为32%,两端口阻抗特性显示了在微波应用中的良好潜力．     

SiC肖特基栅JFET功率特性的研究

提出了一种新型结构的SiC结型场效应晶体管,采用肖特基接触替代P+型栅区,以降低SiC JFET的工艺复杂度,并提高器件的功率特性。建立了器件的数值模型,对不同材料和结构参数下的功率特性进行了仿真。结果表明,与PN结栅相比,肖特基栅结构可以有效降低SiC JFET的开态电阻;与常规结构的双极模式SiC JFET相比,在SiC肖特基栅JFET的栅极正偏注入载流子,同样可以有效降低器件的开态电阻,折中器件的正反向特性,但不会延长开关时间。     

SiC MESFET微波功率器件的研制

利用本实验室生长的4H-SiC外延材料开展了SiC微波功率器件的研究.通过对欧姆接触和干法刻槽工艺的优化,研制出高性能的SiC MESFET.利用1mm栅宽SiC MESFET制成的微波功率放大器在2GHz 64V工作时,连续波输出功率达4.09W,功率增益为9.3dB,PAE为31.3%.文中还给出了SiC功率放大器在微波大信号工作时的稳定性的初步测试结果.     

SiC MESFET微波功率器件的研制

利用本实验室生长的4H-SiC外延材料开展了SiC微波功率器件的研究．通过对欧姆接触和干法刻槽工艺的优化,研制出高性能的SiCMESFET．利用1mm栅宽SiC MESFET制成的微波功率放大器在2GHz64V工作时,连续波输出功率达4．09W,功率增益为9．3dB,PAE为31．3％．文中还给出了SiC功率放大器在微波大信号工作时的稳定性的初步测试结果．     

微波大功率SiC MESFET及MMIC

利用本实验室生长的4H-SiC外延材料开展了SiC MESFET和MMIC的工艺技术研究.研制的SiC MESFET采用栅场板结构,显示出优异的脉冲功率特性,20 mm栅宽器件在2 GHz脉冲输出功率达100 W.将四个20 mm栅宽的SiC MESFET芯片通过内匹配技术进行功率合成,合成器件的脉冲功率超过320 W,增益8.6 dB.在实现SiC衬底减薄和通孔技术的基础上,设计并研制了国内第一片SiC微波功率MMIC,在2～4 GHz频带内小信号增益大于10 dB,脉冲输出功率最大超过10 W.     

GaN功率器件栅驱动电路技术综述

第三代宽禁带半导体GaN晶体管具有低导通阻抗、低寄生参数和更快的开关速度,有望取代传统Si MOSFET,成为未来高性能电源系统实现方案。GaN器件的优势在400 V以上高压系统中更为明显,可以实现更高的开关频率和功率密度,显著提高系统的转换效率,特别适合电源模块小型化发展趋势。介绍了200 V以下低压GaN驱动电路的应用和关键技术。分析了从低压系统拓展到400 V以上高压系统时需要作出的优化与改进。详细介绍了高压GaN系统中基于无磁芯变压器耦合隔离的隔离驱动技术和耗尽型GaN负压栅驱动技术。最后,总结了目前高压GaN驱动电路在工业领域的具体应用。     

微波功率器件大信号S参数的提取

介绍了微波有源器件大信号模型的计算机模拟技术和利用商品化软件ＨＰＭＤＳ提取大信号Ｓ参数的方法。