GaN HEMTの熱特性評価に伴う課題を克服

窒化ガリウム (GaN) 高電子移動度トランジスタ (HEMT) は、その高効率、高速、コンパクトな設計により、パワー・エレクトロニクスに革命を起こしています。しかし、その固有の熱特性ゆえに、特性評価に困難さが伴います。このホワイトペーパーでは、GaN HEMTデバイスの過渡熱試験のための革新的なソリューションを探り、現実世界の課題に対処し、性能と信頼性を向上させる、実践的な手法を紹介します。また、デバイス構造の理解から測定手法の適応まで、エンジニアや業界リーダーに実用的な知見を提供します。

GaN HEMTとは

GaN HEMTは、高電圧、高温、高周波数で動作可能であり、パワー・エレクトロニクスを変革しています。しかし、寄生ボディ・ダイオードがなく、従来のHEMT構造のノーマリーオン型で動作するため、その熱特性評価には特有の課題があります。

熱試験における主な課題

• 温度のセンシング (測定) 用の寄生ボディ・ダイオードがない。
• ノーマリ―オン動作の測定設定は複雑。
• 電荷トラップや寄生的な過渡現象など、時間とともに影響が変化。

解決策の提案

• チャネル抵抗: 絶縁ゲート型HEMTにはチャネル抵抗の温度依存性を使用します。
• ゲート・ショットキー測定: 従来のHEMTのゲート・ダイオード構造を利用して、高感度な温度センシングを実行します。
• ゲートリーク電流: リーク特性の低いデバイスのゲートリーク電流を使用して温度を測定します。
• カスコードHEMT: GaN HEMTとSi MOSFETをカスコード構成で組み合わせたデバイスに、試験方法を適応させます。

RFアンプやパワー・エレクトロニクスなどの具体的な応用分野で、熱性能を最適化し、信頼性を確保する方法について、ホワイトペーパーでご確認ください。