Überwindung der Herausforderungen bei der thermischen Charakterisierung von GaN HEMT

Galliumnitrid (GaN)-Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) revolutionieren die Leistungselektronik durch überlegene Effizienz, Schaltgeschwindigkeit und kompakte Konstruktion. Ihre einzigartigen thermischen Eigenschaften stellen jedoch erhebliche Herausforderungen bei der Charakterisierung dar. In diesem White Paper werden innovative Lösungen für thermisch-transiente Tests in GaN-HEMT-Bauelementen untersucht, reale Herausforderungen adressiert und praktische Methoden zur Verbesserung von Leistung und Zuverlässigkeit vorgestellt. Von Gerätestrukturen bis zur Optimierung von Messtechniken liefert diese Ressource praxisnahe Erkenntnisse für Konstrukteure und Branchenführer.

Einführung in GaN-HEMT

GaN-HEMT revolutionieren die Leistungselektronik durch ihre Eignung für hohe Spannungen, Temperaturen und Frequenzen. Ihre thermische Charakterisierung stellt jedoch aufgrund des Fehlens einer parasitären Body-Diode und des normalen Betriebs klassischer HEMT-Strukturen einzigartige Herausforderungen dar.

Die wichtigsten Herausforderungen bei der thermischen Prüfung

• Fehlen einer parasitären Body-Diode zur Temperaturmessung.
• Der laufende Betrieb erschwert üblicherweise die Messanordnungen.
• Zeitabhängige Effekte wie Ladungseinfang und parasitäre Transienten.

Lösungsvorschläge

• Kanalwiderstand: Nutzen Sie die Temperaturabhängigkeit des Kanalwiderstands bei isolierten Gate-HEMT
• Gate-Schottky-Messung: Nutzen Sie die Gate-Diodenstruktur herkömmlicher HEMT für hochempfindliche Temperaturmessungen.
• Gate-Leckstrom: Messen Sie die Temperatur mittels Gate-Leckstrom in Bauteilen mit geringen Leckage-Eigenschaften.
• Cascode HEMTs: Passen Sie Testmethoden für Bauelemente an, die GaN-HEMT mit Si-MOSFET in Kaskadenkonfigurationen kombinieren.

Entdecken Sie reale Anwendungsbeispiele wie HF-Verstärker und Leistungselektronik zur Optimierung des thermischen Verhaltens und zur Gewährleistung der Betriebssicherheit.