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『ChinaAET电子技术应用』【学术论文】GaN FET的结构、驱动及应用综述( 六 )


4.3.2 POL
随着负载点技术(Point of Load ， POL)在信息通信技术ICT设备中的应用 ， 开关频率达到30 MHz时 ， 减少寄生阻抗成为GaN基同步DC/DC变换器的最大挑战 [28]。 Akagi等人通过设计栅极驱动IC并在上面加入3D堆叠电源SoC(Stacked-on-Chip) ， 使变换器在30 MHz下最大效率达到了59% ， 优化后最高效率预计为85% 。 可见 ， 型号为EPC8002的GaN FET在高频上颇有优势 。
目前 ， GaN FET在电力电子装置应用广泛 。 研究者主要是利用GaN FET高的开关频率、低的开关损耗等优势 ， 通过提高变换器工作频率减小装置体积 ， 进而提高装置效率、降低装置成本、增加收益 。
表4给出了GaN FET变换器在其他方面的应用研究情况 。 从表中可以看到 ， GaN FET目前多用在中小功率变换器上 ， 随着开关频率的提高 ， 变换器效率降低 ， 但基本在90%及以上 。 实验证明 ， 效率的降低与开关损耗机理有关 [29]。 当然 ， 除了提高效率 ， 用GaN FET设计的功率1 kW以上的变换器 ， 输出电压和电流纹波很小 [30-31]。 此外 ， 采用GaN FET并联技术 [32-34] 有可能使其应用到10 kW及以上的大功率场合 。 可见 ， GaN FET在变换器的应用前景广阔 。
『ChinaAET电子技术应用』【学术论文】GaN FET的结构、驱动及应用综述
本文插图
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结论
通过对GaN FET的器件结构、驱动电路以及应用的研究 ， 可以看出只要解决GaN FET高频下独特的栅极振荡问题 ， 就能极大地推动它的发展 。 一般可从两方面着手 ， 一是设计性能更好的器件结构；二是设计更合理的驱动电路 。 虽然GaN FET目前在中小功率场合更有优势 ， 但未来 ， 随着对GaN FET性能的不断改进和提高 ， 更多大功率场合也必然有GaN FET的一席之地 。
参考文献
[1] OTSUKA N ， KAWAI Y ， NAGAI S.Recent progress in GaN devices for power and integrated circuit[C].IEEE 12th International Conference on ASIC(ASICON) ， 2017：928-931.
[2] FENG J ， HE Z ， EN Y ， et al.The ESD behavior of enhancement GaN HEMT power device with p-GaN gate structure[C].IEEE International Power Electronics and Application Conference and Exposition(PEAC) ， 2018：1-4.
[3] POSTHUMA N E ， YOU S ， STOFFELS S ， et al.Gate architecture design for enhancement mode p-GaN gate HEMTs for 200 and 650V applications[C].IEEE 30th International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs(ISPSD) ， 2018：188-191.
[4] 赵勇兵 ， 程哲 ， 张韵 ， 等.具有高阈值电压和超低栅漏电的400 V常关型槽栅AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管[J].电工技术学报 ， 2018 ， 33(7)：1472-1477.
[5] 白欣娇 ， 袁凤坡 ， 李晓波 ， 等.增强型GaN HEMT凹槽栅刻蚀技术研究进展[J].微纳电子技术 ， 2018 ， 55(10)：762-767 ， 774.
[6] CHEN Z ， GUITART J R.Dv/dt Immunization Limit of LV MOSFET in Cascode GaN FET and Dv/dt Safe Chart for MOSFETs[C].IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition(APEC) ， 2017：1946-1949.
[7] YU J ， ZHANG W J ， SHORTEN A ， et al.A smart gate driver IC for GaN power transistors[C].IEEE 30th International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs(ISPSD) ， 2018：84-87.
[8] HARI N ， LONG T ， SHELTON E.Investigation of gate drive strategies for high voltage GaN HEMTs[J].Energy Procedia ， 2017 ， 117：1152-1159.
[11] CHE S ， NAGAI S ， NEGORO N ， et al.A 1 W power consumption GaN-based isolated gate driver for a 1.0 MHz GaN power system[C].IEEE 29th International Symposium on Power Semiconductor Devices and IC′s(ISPSD) ， 2017：33-36.


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