砷化镓 (GaAs) 功率肖特基二极管的电气测量（静态和动态）技术

该文展示了新型砷化镓 （GaAs） 功率肖特基二极管与双极硅二极管相比的电气特性。该文还介绍了其电气测量（静态和动态）以及最先进的技术。

通常，硅双极二极管用于转换器。它们的反向恢复会在二极管和硬开关电路中的相应晶体管中产生损耗 ［1］；此外，它也可能是软开关电路中的一个限制因素 ［2］。花费了一些努力来优化硅双极二极管的行为 ［3］，但不能超过物理限制。

技术

一般的

本节简要介绍所用芯片的技术以及由封装中的新芯片组成的组件。因此，它为理解作为本文主题的砷化镓肖特基二极管的电气行为提供了必要的信息。

筹码

使用砷化镓 （GaAs） 基材。GaAs 中的电子迁移率是硅 （Si） 中的 5.6 倍，并且能带隙更大，这导致与硅相比导通电阻显着降低，或者换句话说，正向压降更低 ［6］。肖特基接触仅使用多数载流子与高迁移率相结合的优势导致非常快速的开关行为。此外，由于更大的能带隙，击穿的临界电场高于硅，或者换言之，GaAs 肖特基二极管的阻断电压能力高于具有可比正向电压的 Si 肖特基二极管。最后，电参数的温度依赖性很小。

电气测量

静止的静态特性是指传导和阻断状态。

对于室温和高温下的传导正向电压状态，如图 1 所示。考虑到该器件由于其卓越的动态行为将更适合用于高频应用这一事实 - 可以得出两个结论：首先，正向有趣的工作电流范围内的电压很低；其次，由于正向电压的温度系数对于一些小于 10A 的电流变为正值，这些器件的并联连接将自动对称。

图 1 典型正向电流与电压降；水平：向上/V；垂直：Ip/A，在 25⁰C（点），125⁰C（线）

动态特性

动态测量是通过低电感实验装置进行的，特别是在精确的电流探测方面。其原理图（硬换向斩波电路）如图 2 所示。

图 2 实验装置示意图

介绍了一种新的砷化镓肖特基二极管。与最先进的双极硅二极管相比，其在导通和开关方面的工作性能都非常出色。

这种类型的二极管有望为新的转换器设计做出重要贡献：快速换向允许在具有更高开关频率的转换器中使用。二极管的低传导损耗和高温稳定性支持这种高端转换器的小型化努力，分别允许使用小芯片或封装，从而减少空间、重量和冷却费用。

编辑：hfy