級聯結構氮化鎵功率器件及其在無線電能傳輸系統中的應用
錢洪途; 朱永生; 鄧光敏; 劉雯; 陳敦軍; 裴軼 南京大學電子科學與工程學院; 南京210093; 蘇州能訊高能半導體有限公司; 蘇州215300; 蘇州捷芯威半導體有限公司; 蘇州215123; 西交利物浦大學電氣與電子工程系; 蘇州215123
- 氮化鎵
- 高電子遷移率晶體管
- 級聯結構
- 無線電能傳輸
摘要：為了進一步提升電能轉換效率,介紹了一款基于650 V氮化鎵高電子遷移率晶體管GaN HEMT(gallium nitride high electron mobility transistor)的共柵共源級聯(cascode)結構開關管及其在無線電能傳輸方面的應用。在GaN HEMT器件設計方面,通過仿真討論了器件的場板設計對電容和電場的影響。所制造的cascode器件在650 V時漏電約為2 μA,在源漏電壓400 V時輸入電容Ciss、輸出電容Coss和反向傳輸電容Crss分別為1 500 pF、32 pF和12 pF,動態導通電阻升高約16%。基于該款cascode器件設計并展示了一款240~320 kHz、滿載功率1 kW的無線充電樣機,在200~1 000 W負載范圍內效率明顯高于Si器件,最高效率超過95%。
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