近年來,在電源轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用中,高集成度的Si基功率半導(dǎo)體器件有了顯著的發(fā)展。但隨著高頻和高功率密度轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用需求不斷增加,傳統(tǒng)的基于Si技術(shù)的解決方案由于其自身的物理極限,正不斷地面臨挑戰(zhàn),與此同時,作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體的GaN材料逐漸進入人們的視野。GaN器件具有導(dǎo)通電阻R_dson小、柵極電荷Q_g小、無反向恢復(fù)效應(yīng)等優(yōu)點,更適用于高功率密度應(yīng)用,其高壓、低壓應(yīng)用在AC-DC電源轉(zhuǎn)換中高效配合,但是極端的應(yīng)用條件會帶來一系列的可靠性問題,因此,對GaN器件以及其驅(qū)動可靠性的研究非常有必要。目前商用產(chǎn)品主要是增強型GaN器件,如pGaN或是cascode器件。但在實際應(yīng)用中,pGaN器件的閾值電壓小、柵源耐壓小,會增加驅(qū)動電路的設(shè)計難度;cascode器件實際驅(qū)動的是Si基器件,仍有柵極電荷大、體二極管的反向恢復(fù)等問題,且cascode器件的驅(qū)動環(huán)路寄生參數(shù)較大。本文采用耗盡型GaN的直接驅(qū)動方案,直接利用負壓對耗盡型GaN器件進行驅(qū)動,相比傳統(tǒng)的cascode驅(qū)動方案更具優(yōu)勢。本文針對器件的過溫、過流、柵源擊穿等可靠性問題進行研究,這些...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 GaN驅(qū)動的背景與應(yīng)用
    1.2 驅(qū)動可靠性增強技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 優(yōu)化功率拓撲
        1.2.2 GaN器件與驅(qū)動IC集成
        1.2.3 保護電路
    1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 GaN的特性與驅(qū)動可靠性
    2.1 GaN的主要特性
    2.2 增強型與耗盡型GaN器件
    2.3 GaN驅(qū)動可靠性影響因素
    2.4 本章小結(jié)
第三章 可靠性增強系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 高可靠性驅(qū)動系統(tǒng)
    3.2 實現(xiàn)原理與方案
        3.2.1 過溫保護
        3.2.2 過流保護
        3.2.3 啟動上電設(shè)計
        3.2.4 GaN器件柵源保護
        3.2.5 寄生參數(shù)優(yōu)化
    3.3 本章小結(jié)
第四章 關(guān)鍵模塊的設(shè)計與驗證
    4.1 高PSRR帶隙基準電路
        4.1.1 帶隙基準原理
        4.1.2 高PSRR帶隙基準的工作原理
        4.1.3 帶隙基準電路仿真驗證
    4.2 過溫保護電路
        4.2.1 過溫保護原理
        4.2.2 過溫保護電路仿真驗證
    4.3 過流保護電路
        4.3.1 OCP電路參數(shù)設(shè)計
        4.3.2 高速比較器
        4.3.3 過流保護電路仿真驗證
    4.4 欠壓鎖定電路
        4.4.1 電源啟動順序
        4.4.2 UVLO電路
        4.4.3 UVLO電路仿真驗證
    4.5 鉗位設(shè)計
        4.5.1 GAN器件柵源鉗位設(shè)計
        4.5.2 MOS驅(qū)動電路設(shè)計
        4.5.3 MOS驅(qū)動電路仿真驗證
    4.6 異常重啟計時電路
        4.6.1 時鐘電路
        4.6.2 計時電路
        4.6.3 計時電路仿真驗證
    4.7 高可靠性驅(qū)動系統(tǒng)整體仿真驗證
        4.7.1 半橋驅(qū)動驗證拓撲
        4.7.2 系統(tǒng)整體仿真驗證
    4.8 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3755000