以下文章來源于功率器件產(chǎn)品及使用分享,作者Vincent
GaN-MOSFET 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,p-GaN gate(p 型氮化鎵柵) 和Cascode(共源共柵) 是兩種主流的柵極控制方案,分別適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景,核心差異體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能特點(diǎn)和適用范圍上。
p-GaN gate 結(jié)構(gòu)這是一種單芯片集成方案,通過在 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)上方生長 p 型 GaN 層作為柵極,利用 p-GaN 與 AlGaN 之間的異質(zhì)結(jié)形成天然的柵極勢(shì)壘,實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型(E-mode)器件特性(閾值電壓為正)。其優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)緊湊、芯片面積小、寄生參數(shù)低,開關(guān)速度快,且無需額外的硅基 MOSFET 驅(qū)動(dòng),簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。但工藝復(fù)雜度較高,對(duì) p 型 GaN 的摻雜均勻性和界面質(zhì)量要求嚴(yán)格,成本相對(duì)較高,更適合中高壓、高頻的功率電子應(yīng)用(如新能源汽車逆變器、高頻電源)。
Cascode 結(jié)構(gòu)這是一種雙芯混合集成方案,由一個(gè)低壓硅基 MOSFET(通常為增強(qiáng)型)與一個(gè)高壓耗盡型(D-mode)GaN HEMT(高電子遷移率晶體管)串聯(lián)組成。通過硅基 MOSFET 控制整個(gè)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷,利用 GaN HEMT 承受高壓,間接實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型特性。其優(yōu)勢(shì)是工藝成熟度高,兼容傳統(tǒng)硅基 MOSFET 的驅(qū)動(dòng)電路,開發(fā)難度低,成本更易控制,且可靠性經(jīng)過充分驗(yàn)證,適合中低壓、對(duì)成本敏感的場(chǎng)景(如消費(fèi)電子電源、快充設(shè)備)。但由于是兩個(gè)器件的集成,寄生參數(shù)相對(duì)較高,開關(guān)速度略遜于 p-GaN gate 結(jié)構(gòu)。
總結(jié):內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,一種像電動(dòng)車是直驅(qū),一種要用變速箱非直驅(qū)。
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原文標(biāo)題:一文快速了解GAN-MOSFET
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