甚么是GaN HEMT?
GaN HEMT中的“HEMT”是“High Electron Mobility Transistor”的首字母缩写,意为“高电子迁徙率晶体管”。
高电子迁徙率晶体管是利用了电子迁徙率高的半导体材料的晶体管,可完成高速开关(高频任务)。
GaN HEMT的布局
Si MOSFET是垂直布局,而GaN HEMT是横向布局。
GaN晶体在Si衬底上发展,并在其上组成AlGaN(氮化铝镓)层。
当在GaN上发展AlGaN薄膜时,因为压电效应,良多电子堆积在界面处,组成高迁徙率的二维电子气(2DEG:2Dimensional Electron Gas)层。将这一层用作电流途径。

之以是利用Si衬底,是因为它比其余材料更轻易大口径化,合适大规模出产。
别的,因为GaN和Si的热收缩系数差较大,是以晶体发展后降温时会发生较大的应力,能够或许会致使衬底分裂开裂。
为了和缓这类应力而设置了缓冲层。
开关消耗
与Si MOSFET比拟,GaN HEMT的开关消耗明显下降。
利用GaN HEMT能够或许大幅下降开关消耗,从而能够或许进一步进步电源体系的效力。
与Si MOSFET比拟,
GaN HEMT可大幅下降开关消耗

其余特征比拟
下表中对Si SJ(Super Junction:超等结)MOSFET、SiC MOSFET和GaN HEMT等功率器件的普通特征(650V电压级)停止了比拟。
从表中能够或许看出,在合用GaN HEMT的中等耐压、中等功率规模,其开关特征上风明显。
| Si SJ MOSFET | SiC MOSFET | GaN HEMT | |
|---|---|---|---|
| 耐压 | 650V | 650V | 650V |
| 撑持大电流 | 〇 | 〇 | △ |
| 高速开关特征 | △ | 〇 | ◎ |
| Ron・Qg*1 | 1*2 | 0.63 | 0.1 |
| 开关速率 | 1*2 | 2 | 10 |
| Qrr*3 | 0.73μC | 0.25μC | 0nC |
*1:表现开关机能的指数。该值越小,开关机能越好。
*2:设Si SJ MOSET的Ron・Qg和开关速率为1。
*3:GaN HEMT是漏-源之间不寄生PN结,是以反向导通时的反向规复电荷为“0”。

