跨导为220mS/mm的AlGaN/GaN HEMT

介绍了 Al Ga N/ Ga N HEMT器件的研制及室温下器件特性的测试。漏源欧姆接触采用 Ti/ Al/ Pt/ Au,肖特基结金属为 Pt/ Au。器件栅长为 1 μm,获得最大跨导 2 2 0 m S/ mm,最大的漏源饱和电流密度 0 .72 A/ mm。由 S参数测量推出器件的截止频率和最高振荡频率分别为 1 2 GHz和 2 4GHz。     

X波段GaN HEMT内匹配器件

自主研制的GaN HEMT,栅源泄漏电流从1E-4A量级减小到了1E-6A量级,有效提高了栅漏击穿电压,改善了器件工作特性. 采用MIS结构制作了2.5mm栅宽GaN HEMT,测试频率为8GHz,漏源电压为33V时,器件连续波输出功率为18.2W,功率增益为7.6dB,峰值功率附加效率为43.0%. 2.5mm×4 GaN HEMT内匹配器件,测试频率8GHz,连续波输出功率64.5W,功率增益7.2dB,功率附加效率39%.     

The influence of 1 nm AlN interlayer on properties of the Al0.3Ga0.7N/AlN/GaN HEMT structure

The sheet carrier concentrations, conduction band profiles and amount of free carriers in the barriers have been determined by solving coupled Schrödinger and Poisson equation self-consistently for coherently grown Al_0.3Ga_0.7N/GaN and Al_0.3Ga_0.7N/AlN/GaN structures on thick GaN. The Al_0.3Ga_0.7N/GaN heterojunction structures with and without 1 nm AlN interlayer have been grown by MOCVD on sapphire substrate, the physical properties for these two structures have been investigated by various instruments such as Hall measurement and X-ray diffraction. By comparison of the theoretical and experimental results, we demonstrate that the sheet carrier concentration and the electrons mobility would be improved by the introduction of an AlN interlayer for Al_0.3Ga_0.7N/GaN structure. Mechanisms for the increasing of the sheet carrier concentration and the electrons mobility will be discussed in this paper.     

检测仪器中接收机低噪声放大器的发展

由于低噪声放大器（LNA）在各类仪器接收机中起着重要的作用,近几十年来人们在低噪声放大器的研究方面不断取得进步,尤其是在低噪声性能方面,从早期复杂、笨重的低噪声放大器发展到现在的高电子迁移率晶体管放大器,其频带和噪声性能方面都有了明显的提高.本文主要回顾低噪声放大器研究的进展,并对未来的发展方向和前景做了展望.     

An accurate and simplified small signal parameter extraction method for GaN HEMT

In this paper, development of a small signal model for 2 × 200 μm GaN HEMT based on the conventional 20-element model is presented. The proposed model presents a direct parameter extraction algorithm, instead of the hybrid optimization approach, that provides simplification, accuracy, and less computational complexity. The extrinsic elements are extracted using a modified cold pinch-off condition while discarding the unwanted forward biasing of the gate. The negative drain to source capacitance C_ds is also observed in the ohmic region (for smaller V_DS). An excellent agreement found between the measured and modeled data for a wide range of frequencies and bias values shows the effectiveness of the proposed approach. The proposed modeling technique is validated with a good agreement between the achieved bias dependency of intrinsic parameter values and the respective theoretical parameter values.     

寄生电感对低压增强型GaN HEMT开关行为的影响

寄生电感是影响功率管开关特性的重要因素之一,开关频率越高,寄生电感对低压增强型氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)的开关行为影响越深,使其无法发挥高速开关的性能优势。通过建立数学模型,理论分析了考虑各部分寄生电感后增强型GaN HEMT的开关过程,并推导了各阶段的持续时间和影响因素,然后通过建立双脉冲测试平台,对各部分寄生电感对开关特性的具体影响进行了实验验证。实验结果表明,寄生电感会使开关过程中的电流、电压出现振荡,影响开关速度和可靠性,并且各部分寄生电感对增强型GaN HEMT的开关过程影响程度不同,在实际PCB布局受到物理限制时,需要根据设计目标优化布局,合理分配各部分寄生电感以获得最优的开关性能。     

基于GaN HEMT的混合EF类功率放大器设计

基于GaN HEMT 提出了一种3.5GHz 频率的高效率混合EF 类功率放大器。采用输出端并联谐振电感来补偿晶体管的输出电容,提高了混合EF类功放的工作频段,使其能在3.5GHz 频率下达到高效率。使用简单的微带传输线构成谐波控制和匹配网络,满足混合EF类功放基波、奇次谐波和偶次谐波的阻抗特征,同时完成与50Ω负载阻抗的匹配。测试结果显示,在3.3 ～ 3.8GHz 频段内,在1dB压缩点处输出功率达到40dBm,漏极效率75%～79%,增益11.5～12.3dB。     

超宽禁带半导体金刚石功率电子学研究的新进展

以SiC/GaN为代表的第三代半导体功率电子学已成为当今功率电子学创新发展的主流,超宽禁带半导体金刚石功率电子学将有可能成为下一代固态功率电子学的代表,受到研究人员的广泛关注。介绍了金刚石功率电子学的最新进展,如金刚石单晶、金刚石化学气相沉积同质和异质单晶外延、金刚石多晶外延、金刚石二极管、金刚石MOSFET、金刚石结型场效应晶体管、金刚石双极结型晶体管、金刚石逻辑电路、金刚石射频场效应晶体管和金刚石上GaN HEMT等。还介绍了金刚石材料的大尺寸、低缺陷和p型及n型掺杂等制备技术,金刚石新器件结构设计,金刚石新器件工艺,转移掺杂H端-金刚石沟道和金刚石/GaN界面热阻等研究成果。分析了金刚石功率电子学的发展由来、关键技术突破和发展态势。     

六英寸Si基GaN功率电子材料及器件的制备与研究

氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的代表,具有优异的材料物理特性,更加适合于下一代电力电子系统对功率开关器件更大功率、更高频率、更小体积和更恶劣工作温度的要求。为了兼容Si基CMOS工艺流程,以及考虑到大尺寸、低成本等优势,在Si衬底上进行GaN材料的异质外延及器件制备已经成为业界主要技术路线。详细介绍了在6英寸Si衬底上外延生长的AlGaN/GaN HEMT结构功率电子材料,以及基于6英寸CMOS产线制造Si基GaN功率MIS-HEMT和常关型Cascode GaN器件的相关成果。     

基于GaN HEMT的半桥LLC优化设计和损耗分析

较之于传统硅器件,新出现的增强型氮化镓晶体管GaN HEMTs(gallium nitride high electron mobility transistors)具有很高的开关速度和高功率密度的特性,可以为直流变换器提供有效的改进。为了解决GaN HEMT在硬开关应用场合下的波形振荡并提高功率密度和效率,采用半桥LLC谐振变换器为本次应用的拓扑结构。以减小损耗为目的,优化了LLC的谐振参数和死区时间。在400 V输入电压、开关频率300 kHz和输出电压18 V电流12 A的测试条件下,效率达到95.59%。最后对变换器的损耗来源进行分析,损耗的理论计算值接近实际测量值,证明了方法具有一定的实用性。