TCASAS-TR003-2022 分立 GaN HEMT 功率器件动态电阻评估.pdf

技术报告

T/CASAS/TR003—2022

分立GaNHEMT功率器件动态电阻评估

Dynamicon-stateresistanceevaluationofdiscreteGaNHEMTpower

devices

版本：V01.00

2022-12-09发布

第三代半导体产业技术创新战略联盟发布

T/CASAS/TR003—2022

目次

前言III

引言V

1背景1

器件简介1

产生机理2

1.2.1缓冲层影响动态电阻的机理2

1.2.2表面钝化影响动态电阻的机理4

1.3.1开关状态：硬开关与软开关（包括器件工作在第一以及第三象限）5

1.3.2电压与电流7

1.3.3栅电阻7

1.3.4频率与占空比8

1.3.5栅极电压8

1.3.6温度9

1.3.7衬底偏置对动态电阻的影响11

2测试电路12

2.1.1硬开关测试电路12

2.1.2软开关测试电路16

3结束语18

参考文献19

I

T/CASAS/TR003—2022

前言

本文件由第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）制定发布，版权归CASA所有，未经CASA

许可不得随意复制；其他机构采用本文件的技术内容制定标准需经CASA允许；任何单位或个人引用

本文件的内容需指明本文件的标准号。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件起草单位：东南大学、浙江大学、南方科技大学、西安电子科技大学、大连理工大学、英诺

赛科（珠海）科技有限公司、西交利物浦大学、工业和信息化部电子第五研究所、无锡芯朋微电子股份

有限公司、江苏能华微电子科技发展有限公司、深圳智芯微电子科技有限公司、北京第三代半导体产业

技术创新战略联盟。

本文件起草人：李胜、董泽政、汪青、李祥东、黄火林、银杉、刘雯、贺致远、王钦、宋亮、王祥、

高伟。

III

T/CASAS/TR003—2022

引言

作为第三代半导体器件的重要代表，氮化镓（GaN）功率器件凭借优异的材料性能，在高频、高效、

高功率密度的电力电子变换领域（如数据中心、新能源汽车、分布式支电、各类消费电子等）具有十分

广阔的应用前景和市场机遇。然而，受器件表面陷阱及缓冲层陷阱的影响，目前主流的GaN器件仍然

面临着高压开关过程中的动态电阻退化问題，这为基于GaN器件的电力电子变换器设计和损耗估算带

来了不确定性。

本报告梳理了GaNHEMT动态电阻上升的产生