考虑寄生参数的高压GaN高电子迁移率晶体管的逆变器动态过程分析

摘要

近年来随着氮化镓器件制造工艺的迅速发展,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMT)已经开始应用在电力电子领域.GaN HEMT以其低寄生参数、无反向恢复损耗、高开通速度等特点,可降低开关管的开关损耗.本文以600V GaN HEMT为研究对象,研究其共源共栅(Cascode)结构引起的开关动态过程及其寄生参数的影响.建立了600V GaN HEMT等效模型并详细推导了其在单相逆变器中开关管正向导通、正向关断、反向续流导通和反向续流关断四种情况的动态过程.GaN HEMT的等效电路考虑了对开关过程及开关损耗有重要影响的寄生电感和寄生电容.理论、仿真及实验证明了Cascode GaN HEMT器件中寄生电感Lint1、Lint3和Ls直接影响开关管的动态过程进而影响开关管的开关损耗.