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Simulación y análisis exhaustivo de AlGaN/GaN HBT para alto voltaje y alta corriente

Autores: Wang, Xinyuan; Zhang, Lian; He, Jiaheng; Cheng, Zhe; Liu, Zhe; Zhang, Yun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Simulación y análisis exhaustivo de AlGaN/GaN HBT para alto voltaje y alta corriente


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Nitruro de galio
Transistores bipolares de heterounión
Características de ruptura
Ganancia de corriente continua
Voltaje de ruptura
Ganancia de corriente

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 51

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Presentamos una serie de análisis TCAD de transistores bipolares de heterounión de nitruro de galio (GaN) que investiga el impacto de varios parámetros clave en las características de ganancia, características de salida y características de ruptura. Se ha observado que la ganancia DC de los HBTs de AlGaN/GaN exhibe una relación no lineal con el aumento en la fracción de Al. Específicamente, la ganancia DC aumenta inicialmente, luego disminuye después de alcanzar su valor máximo a aproximadamente el 7%. Al optimizar la concentración de la base y la concentración y el grosor de la capa epitaxial del colector, es posible lograr dispositivos con voltajes de ruptura de 1270 V (con un grosor del colector de 6 m y una concentración de portadores de 2 x 10 cm), resistencia específica de encendido de 0.88 mOhm·cm y una ganancia de corriente de 73. Además, se realiza una investigación sobre las características de ruptura para HBTs con dos tipos de sustratos, a saber, QV-HBTs y FV-HBTs, en diferentes inclinaciones de la rampa. Proponemos que los ángulos críticos sean de 79 grados y 69 grados para evitar la ruptura superficial del dispositivo, lo que ayuda a lograr un efecto avalancha en los HBTs de GaN. Anticipamos que los hallazgos mencionados ofrecerán información valiosa para diseñar HBTs de potencia basados en GaN con umbrales de ruptura elevados, densidades de corriente aumentadas y capacidades de potencia incrementadas.

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