文章目錄
- 1. 轉移特性與輸出特性
- 2. 反向導通特性
1. 轉移特性與輸出特性
與傳統的Si MOSFET相同，增強型GaN器件也具有栅極、源極和漏極三個電極，屬于電壓型控制器件。通過在栅極-源極之間施加正電壓，使增強型GaN器件的漏極與源極之間感生出高濃度和高電子遷移率的二維電子氣溝道，進而實作器件導通。圖1給出GaN System公司的增強型GaN器件GS61004B的轉移特性與輸出特性曲線，均來自官網的資料手冊。
圖 1 增強型GaN器件的特性曲線
可以看出，增強型GaN器件的正向導通特性與傳統Si MOSFET并沒有本質上的差別。
2. 反向導通特性
增強型GaN器件不含有寄生的體二極管，是以并不存在反向恢複引起的問題。
傳統Si MOSFET利用體二極管實作反向導通，而增強型GaN 器件實作反向導通的機制有所不同。由于增強型GaN器件構造的對稱性，除了能在栅極-源極之間施加正向電壓之外，也能在栅極-漏極之間施加正向電壓使其導通。假設器件關斷時，驅動電路保持栅極驅動電壓UGS=0。當反向電流通過增強型GaN器件時，反向電流首先給輸出電容充電，使源-漏極電壓USD建立并逐漸升高。由于UGS=0，UGD=USD。當源-漏極電壓USD升高至開啟門檻值電壓Vth時，增強型GaN器件開始反向導通。
當增強型GaN器件反向導通後，其反向導通壓降USD随着反向電流的增大而增加，此時表現為電阻特性。
圖2 增強型GaN器件的反向導通特性
圖 2來自增強型GaN器件GS61004B的資料手冊，可以看出增強型GaN器件的反向導通壓降比起傳統Si MOSFET的要大得多。當使用增強型GaN器件作為同步整流管時，如此大的反向導通壓降會導緻死區損耗大幅增加，同時還會帶來其他問題。