国家标准计划《用于功率转化的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)动态导通电阻测试方法指南》由 TC78(全国半导体器件标准化技术委员会)归口 ,主管部门为工业和信息化部(电子)。
主要起草单位 工业和信息化部电子第五研究所 、电子科技大学 、广东工业大学 。
| 31 电子学 |
| 31.080 半导体分立器件 |
| 31.080.99 其他半导体分立器件 |
本标准等同采用IEC国际标准:IEC 63373:2022。
采标中文名称:用于功率转化的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT) 动态导通电阻测试方法指南。
目前基于AlGaN/GaN 异质结二维电子气(2DEG)结构的GaN平面型场效应晶体管因其低导通损耗和高功率密度能力而成为目前商业化应用的主流GaN功率开关器件结构,但在实际应用过程中,工程师仍然对其可靠性有一些担忧。
其中,最关键的可靠性问题就是GaN功率器件在开关操作中所面临的动态导通电阻 (RDS(ON)) 退化问题,这种现象也被称为“电流崩溃”现象。
由于器件表面陷阱、异质外延层体陷阱所引起的沟道载流子部分耗尽,而造成的器件导通电阻和导通损耗增加的现象。
也就是说,GaN器件在承受一段时间高压偏置后再切换到开通状态,实际的导通电压会高于静态导通电阻值。
因此,在高频变换器应用中,由动态电阻变化带来的导通电阻增加现象将十分显著,这会大大增加器件的功率损耗,降低器件的工作效率,严重制约GaN功率的器件广泛应用。
制定“用于功率转化的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT) 动态导通电阻测试方法指南”标准,实现GaN功率器件动态导通电阻的精准测试,将进一步补充完善相关器件的数据手册,并对器件工艺水平给出定量考核依据,可以支撑GaN功率器件的研制生产,促进第三代半导体产业的发展,保证整机系统的可靠应用具有积极的推动作用。
本标准主要针对目前商用的GaN横向型功率器件所面临的动态导通电阻(RDS(ON))的测试难题,提出相关测试方法指南。其主要技术内容如下: (1)范围:规定了本标准的目的和适用范围,即增强型及耗尽型的GaN横向型功率器件动态导通电阻测试。 (2)规范性引用文件:列出了引用的其他标准。 (3)术语及定义:规定了“动态导通电阻”、“源漏极关断压降”、“关断脉冲宽度”、“开态脉冲宽度”等术语的具体含义。 (4)测试电路及波形:规定了基于硬开关、软开关拓扑的一般电路结构、测试流程及测试波形。 (5)测试要求:规定了测试过程中需要记录的关键参数及要求。