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在重复过电压切换下GaN HEMTs的原位RDS(on)特性与寿命预测
Posted 2023年7月10日
瞬态电压过冲是氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMTs）在高斜率开关条件下的常见现象。在这种压力下的动态参数不稳定性是氮化镓应用的关键问题。这项工作首次准确表征了在重复电压过冲高达数十亿次开关周期下氮化镓HEMTs动态导通电阻（RDS(on)）的演变。发现动态RDS(on)的增加是过压开关下主要的器件退化原因。这些发现是通过高频、重复、未钳位电感开关（UIS）测试，结合主动温度控制和准确的原位RDS(on)监测获得的。提出了一个基于物理的模型，将动态RDS(on)漂移与峰值过压相关联，并与实验数据达成了良好的一致性。该模型进一步用于预测氮化镓HEMTs的寿命。对于在100 kHz和120 V尖峰下切换的100 V额定氮化镓HEMTs，模型预测在连续运行25年内动态RDS(on)漂移不到10%。这项工作解决了氮化镓HEMTs过压开关可靠性的主要问题，并提供了电子俘获机制的新见解。
IEEE Xplore
张瑞哲，Ricardo Garcia，Robert Strittmatter，张宇浩，张盛科
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