砷化鎵 (GaAs) 功率肖特基二極管的電氣測量（靜態(tài)和動態(tài)）技術(shù)

該文展示了新型砷化鎵 （GaAs） 功率肖特基二極管與雙極硅二極管相比的電氣特性。該文還介紹了其電氣測量（靜態(tài)和動態(tài)）以及最先進的技術(shù)。

通常，硅雙極二極管用于轉(zhuǎn)換器。它們的反向恢復(fù)會在二極管和硬開關(guān)電路中的相應(yīng)晶體管中產(chǎn)生損耗 ［1］；此外，它也可能是軟開關(guān)電路中的一個限制因素 ［2］。花費了一些努力來優(yōu)化硅雙極二極管的行為 ［3］，但不能超過物理限制。

技術(shù)

一般的

本節(jié)簡要介紹所用芯片的技術(shù)以及由封裝中的新芯片組成的組件。因此，它為理解作為本文主題的砷化鎵肖特基二極管的電氣行為提供了必要的信息。

籌碼

使用砷化鎵 （GaAs） 基材。GaAs 中的電子遷移率是硅 （Si） 中的 5.6 倍，并且能帶隙更大，這導(dǎo)致與硅相比導(dǎo)通電阻顯著降低，或者換句話說，正向壓降更低 ［6］。肖特基接觸僅使用多數(shù)載流子與高遷移率相結(jié)合的優(yōu)勢導(dǎo)致非常快速的開關(guān)行為。此外，由于更大的能帶隙，擊穿的臨界電場高于硅，或者換言之，GaAs 肖特基二極管的阻斷電壓能力高于具有可比正向電壓的 Si 肖特基二極管。最后，電參數(shù)的溫度依賴性很小。

電氣測量

靜止的靜態(tài)特性是指傳導(dǎo)和阻斷狀態(tài)。

對于室溫和高溫下的傳導(dǎo)正向電壓狀態(tài)，如圖 1 所示?？紤]到該器件由于其卓越的動態(tài)行為將更適合用于高頻應(yīng)用這一事實 - 可以得出兩個結(jié)論：首先，正向有趣的工作電流范圍內(nèi)的電壓很低；其次，由于正向電壓的溫度系數(shù)對于一些小于 10A 的電流變?yōu)檎?，這些器件的并聯(lián)連接將自動對稱。

圖 1 典型正向電流與電壓降；水平：向上/V；垂直：Ip/A，在 25?C（點），125?C（線）

動態(tài)特性

動態(tài)測量是通過低電感實驗裝置進行的，特別是在精確的電流探測方面。其原理圖（硬換向斬波電路）如圖 2 所示。

圖 2 實驗裝置示意圖

介紹了一種新的砷化鎵肖特基二極管。與最先進的雙極硅二極管相比，其在導(dǎo)通和開關(guān)方面的工作性能都非常出色。

這種類型的二極管有望為新的轉(zhuǎn)換器設(shè)計做出重要貢獻：快速換向允許在具有更高開關(guān)頻率的轉(zhuǎn)換器中使用。二極管的低傳導(dǎo)損耗和高溫穩(wěn)定性支持這種高端轉(zhuǎn)換器的小型化努力，分別允許使用小芯片或封裝，從而減少空間、重量和冷卻費用。

編輯：hfy