Analyse und Optimierung von AlGaN/GaN-HEMTs in der leistungselektronischen Anwendung:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Universitätsverlag der TU Berlin
2020
|
| Schriftenreihe: | Elektrische Energietechnik an der TU Berlin
Band 11 |
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| Beschreibung: | viii, 191 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm, 420 g |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABSTRACT
III
ZUSAMMENFASSUNG
V
1
EINLEITUNG
1
2
ALGAN/GAN-HEMT
7
2.1
ALGAN
/
GAN-HETEROUEBERGANG
................................................................
9
2.2
P-GAN-GATE
UND
KOMPENSATIONSDOTIERTER
BUFFER
...................................
15
2.3
STEUERCHARAKTERISTIK
VON
GAN-HEMTS
MIT
P-GAN-GATE
.........................
20
2.3.1
ERSTER
QUADRANT
.............................................................................
22
2.3.2
DRITTER
QUADRANT
.............................................................................
24
2.4
RAUMLADUNGSEFFEKTE
......................................................................................
27
2.4.1
AUSWIRKUNGEN
VON
RAUMLADUNGEN
.................................................
28
2.4.2
RAUMLADUNGUNGEN
IM
HEMT
.......................................................
29
2.4.3
BILDUNG
UND
ABBAU
VON
RAUMLADUNGEN
.....................................
31
3
MESSMETHODEN
ZUR
CHARAKT.
VON
GAN-LEISTUNGSHALBLEITERN
33
3.1
MESSTECHNIK
ZUR
STATISCHEN
CHARAKTERISIERUNG
...........................................
34
3.2
MESSTECHNIK
ZUR
THERMISCHEN
CHARAKTERISIERUNG
.....................................
37
3.2.1
TEMPERATURKOMPENSATION
VON
KENNLINIENFELDERN
.........................
39
3.3
VERMESSUNG
DER
CHIPKAPAZITAETEN
.............................................................
40
3.4
MESSTECHNIK
ZUR
CHARAKTERISIERUNG
DES
SCHALTVERHALTENS
.........................
44
3.4.1
SPANNUNGSMESSUNG
.........................................................................
45
3.4.2
STROMMESSUNG
...................................................................................
50
3.4.3
FEHLERBETRACHTUNG
DER
ELEKTRISCHEN
MESSUNG
DER
SCHALTVERSUCHE
55
3.5
KALORIMETRISCHE
VERLUSTMESSUNG
................................................................
57
3.6
IDENTIFIKATION
VON
RAUMLADUNGSEFFEKTEN
....................................................
59
3.6.1
MESSUNG
DES
DYNAMISCHEN
DURCHLASSWIDERSTANDS
.........................
60
3.6.2
MILLER-PLATEAU-VERSCHIEBUNG
..........................................................
64
4
CHARAKTERISIERUNG
UND
OPTIMIERUNG
VON
GAN-TRANSISTOREN
FUER
DIE
LEISTUNGSELEKTRONIK
67
4.1
VARIATIONEN
DER
UNTERSUCHTEN
TRANSISTOREN
..............................................
68
4.2
UNTERSUCHUNG
UND
MODELLIERUNG
DES
STATISCHEN
VERHALTENS
...................
70
4.2.1
STATISCHE
MODELLBILDUNG
................................................................
73
4.3
UNTERSUCHUNG
DER
HALBLEITERKAPAZITAETEN
UND
DYNAMISCHE
MODELLIERUNG
77
4.3.1
KAPAZITAETEN
IM
BLOCKIERBETRIEB
.....................................................
78
4.3.2
KAPAZITAETEN
IM
OHMSCHEN
BEREICH
..................................................
79
4.3.3
KAPAZITAETEN
IM
SAETTIGUNGSBEREICH
..................................................
80
INHALTSVERZEICHNIS
4.3.4
KAPAZITAETEN
IM
DRITTEN
QUADRANTEN
...............................................
84
4.3.5
MODELLIERUNG
DER
KAPAZITAETEN
........................................................
86
4.3.6
DYNAMISCHES
GROSSSIGNALVERHALTEN
UNTER
BERUECKSICHTIGUNG
DES
SCHOTTKY-KONTAKTS
..........................................................................
89
4.3.7
WEITERE
EINFLUESSE
AUF
KAPAZITAETEN
..................................................
97
4.4
UNTERSUCHUNG
UND
OPTIMIERUNG
DES
SCHALT
VERHALTENS
..........................
100
4.4.1
DEFINITION
VON
VERLUSTMECHANISMEN
.............................................
103
4.4.2
EINSCHALTVORGANG
MIT
CROSS-CONDUCTION
....................................
106
4.4.3
AUSSCHALTVORGANG
MIT
GATE-KREIS-KOPPLUNG
DES
PASSIVEN
TRAN
SISTORS
.................................................................................
113
4.5
UNTERSUCHUNG
DES
DYNAMISCHEN
EINSCHALTWIDERSTANDS
...........................
120
4.5.1
DYNAMISCHER
EINSCHALTWIDERSTAND
IM
DOPPELPULSTEST
............
121
4.5.2
EINFLUSS
DER
SCHOTTKY-KAPAZITAET
...................................................
124
4.5.3
WIDERSTANDSERHOEHUNG
IM
DAUERBETRIEB
-
TEMPERATUR-
ODER
RAUMLADUNGSEINFLUSS?
..................................................................
125
5
ANALYSE
UND
OPTIMIERUNG
MITTELS
3D-EM-SIMULATION
131
5.1
EM-SIMULATION
...........................................................................................
132
5.1.1
VERWENDETE
LOESER
...........................................................................
133
5.1.2
ANMERKUNGEN
ZUR
SIMULATIONSGENAUIGKEIT
....................................
134
5.2
ANALYSE
PARASITAERER
ELEMENTE
FUER
DIE
SCHALTVORGAENGE
..............................
135
5.3
OPTIMIERUNG
EINES
STROMSENSORS
...............................................................
140
6
AUSBLICK:
GAN-HEMTS
IN
DER
ANWENDUNG
145
6.1
TOPOLOGIE
....................................................................................................
146
6.2
FUNKTION
DES
DC/DC-WANDLERS
...............................................................
148
6.3
VERLUSTLEISTUNGSMESSUNG
...........................................................................
149
6.4
DYNAMISCHER
DURCHLASSWIDERSTAND
IM
DC/DC-WANDLER
.......................
153
7
FAZIT
157
NOMENKLATUR
159
PUBLIKATIONEN
163
LITERATUR
165
ANHANG
A
MESSTECHNIK
177
ANHANG
B
CHARAKTERISIERUNG
UND
OPTIMIERUNG
179
ANHANG
C
DC/DC-WANDLER
191
VIII
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
ABSTRACT
III
ZUSAMMENFASSUNG
V
1
EINLEITUNG
1
2
ALGAN/GAN-HEMT
7
2.1
ALGAN
/
GAN-HETEROUEBERGANG
.
9
2.2
P-GAN-GATE
UND
KOMPENSATIONSDOTIERTER
BUFFER
.
15
2.3
STEUERCHARAKTERISTIK
VON
GAN-HEMTS
MIT
P-GAN-GATE
.
20
2.3.1
ERSTER
QUADRANT
.
22
2.3.2
DRITTER
QUADRANT
.
24
2.4
RAUMLADUNGSEFFEKTE
.
27
2.4.1
AUSWIRKUNGEN
VON
RAUMLADUNGEN
.
28
2.4.2
RAUMLADUNGUNGEN
IM
HEMT
.
29
2.4.3
BILDUNG
UND
ABBAU
VON
RAUMLADUNGEN
.
31
3
MESSMETHODEN
ZUR
CHARAKT.
VON
GAN-LEISTUNGSHALBLEITERN
33
3.1
MESSTECHNIK
ZUR
STATISCHEN
CHARAKTERISIERUNG
.
34
3.2
MESSTECHNIK
ZUR
THERMISCHEN
CHARAKTERISIERUNG
.
37
3.2.1
TEMPERATURKOMPENSATION
VON
KENNLINIENFELDERN
.
39
3.3
VERMESSUNG
DER
CHIPKAPAZITAETEN
.
40
3.4
MESSTECHNIK
ZUR
CHARAKTERISIERUNG
DES
SCHALTVERHALTENS
.
44
3.4.1
SPANNUNGSMESSUNG
.
45
3.4.2
STROMMESSUNG
.
50
3.4.3
FEHLERBETRACHTUNG
DER
ELEKTRISCHEN
MESSUNG
DER
SCHALTVERSUCHE
55
3.5
KALORIMETRISCHE
VERLUSTMESSUNG
.
57
3.6
IDENTIFIKATION
VON
RAUMLADUNGSEFFEKTEN
.
59
3.6.1
MESSUNG
DES
DYNAMISCHEN
DURCHLASSWIDERSTANDS
.
60
3.6.2
MILLER-PLATEAU-VERSCHIEBUNG
.
64
4
CHARAKTERISIERUNG
UND
OPTIMIERUNG
VON
GAN-TRANSISTOREN
FUER
DIE
LEISTUNGSELEKTRONIK
67
4.1
VARIATIONEN
DER
UNTERSUCHTEN
TRANSISTOREN
.
68
4.2
UNTERSUCHUNG
UND
MODELLIERUNG
DES
STATISCHEN
VERHALTENS
.
70
4.2.1
STATISCHE
MODELLBILDUNG
.
73
4.3
UNTERSUCHUNG
DER
HALBLEITERKAPAZITAETEN
UND
DYNAMISCHE
MODELLIERUNG
77
4.3.1
KAPAZITAETEN
IM
BLOCKIERBETRIEB
.
78
4.3.2
KAPAZITAETEN
IM
OHMSCHEN
BEREICH
.
79
4.3.3
KAPAZITAETEN
IM
SAETTIGUNGSBEREICH
.
80
INHALTSVERZEICHNIS
4.3.4
KAPAZITAETEN
IM
DRITTEN
QUADRANTEN
.
84
4.3.5
MODELLIERUNG
DER
KAPAZITAETEN
.
86
4.3.6
DYNAMISCHES
GROSSSIGNALVERHALTEN
UNTER
BERUECKSICHTIGUNG
DES
SCHOTTKY-KONTAKTS
.
89
4.3.7
WEITERE
EINFLUESSE
AUF
KAPAZITAETEN
.
97
4.4
UNTERSUCHUNG
UND
OPTIMIERUNG
DES
SCHALT
VERHALTENS
.
100
4.4.1
DEFINITION
VON
VERLUSTMECHANISMEN
.
103
4.4.2
EINSCHALTVORGANG
MIT
CROSS-CONDUCTION
.
106
4.4.3
AUSSCHALTVORGANG
MIT
GATE-KREIS-KOPPLUNG
DES
PASSIVEN
TRAN
SISTORS
.
113
4.5
UNTERSUCHUNG
DES
DYNAMISCHEN
EINSCHALTWIDERSTANDS
.
120
4.5.1
DYNAMISCHER
EINSCHALTWIDERSTAND
IM
DOPPELPULSTEST
.
121
4.5.2
EINFLUSS
DER
SCHOTTKY-KAPAZITAET
.
124
4.5.3
WIDERSTANDSERHOEHUNG
IM
DAUERBETRIEB
-
TEMPERATUR-
ODER
RAUMLADUNGSEINFLUSS?
.
125
5
ANALYSE
UND
OPTIMIERUNG
MITTELS
3D-EM-SIMULATION
131
5.1
EM-SIMULATION
.
132
5.1.1
VERWENDETE
LOESER
.
133
5.1.2
ANMERKUNGEN
ZUR
SIMULATIONSGENAUIGKEIT
.
134
5.2
ANALYSE
PARASITAERER
ELEMENTE
FUER
DIE
SCHALTVORGAENGE
.
135
5.3
OPTIMIERUNG
EINES
STROMSENSORS
.
140
6
AUSBLICK:
GAN-HEMTS
IN
DER
ANWENDUNG
145
6.1
TOPOLOGIE
.
146
6.2
FUNKTION
DES
DC/DC-WANDLERS
.
148
6.3
VERLUSTLEISTUNGSMESSUNG
.
149
6.4
DYNAMISCHER
DURCHLASSWIDERSTAND
IM
DC/DC-WANDLER
.
153
7
FAZIT
157
NOMENKLATUR
159
PUBLIKATIONEN
163
LITERATUR
165
ANHANG
A
MESSTECHNIK
177
ANHANG
B
CHARAKTERISIERUNG
UND
OPTIMIERUNG
179
ANHANG
C
DC/DC-WANDLER
191
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