【动态导通电阻】 GaN PiN二极管电导调制对动态 RON 的影响
2020 年,浙江大学电气工程学院的Shaowen Han等人采用实验研究的方法,对垂直 GaN-on-GaN PiN 二极管中电导调制的瞬态行为及其对动态导通电阻(RON)的影响进行了深入探究。他们基于高质量的 GaN 基板开发的垂直 GaN-on-GaN 功率器件具有高电流容量和高击穿电压等优势,而与间接带隙半导体(如 Si 和 SiC)不同,直接带隙的 GaN 能实现光子再循环,进而可能在垂直 GaN-on-GaN PiN 二极管中引发光子增强的 p-GaN 激活和电导调制。研究中,他们通过测量垂直 GaN-on-GaN PiN 二极管的准静态 I-V 特性发现其微分导通电阻(RON,sp)明显低于计算值且随正向电压降低,证实了电导调制的存在,进一步的脉冲 I-V 特性测试及双脉冲测试(DPT)电路实验表明,导通时间(tON)和导通电流(ION)的增加可增强电导调制。此外,他们还利用 DPT 结合钳位电路评估了从高电压应力切换后的动态 RON 性能,并通过调整电感和关断电压等参数,研究了不同 ION 和 tON 下的动态 RON 变化,最终首次在垂直 GaN-on-GaN PiN 二极管中通过高速板级测试验证了负动态 RON 现象。该研究结果对高功率和高频应用领域具有重要意义,垂直 GaN-on-GaN PiN 二极管展现出的传导调制、负动态 RON 以及超短本征少数载流子寿命等特性,使其有