基于氮化镓器件的LLC谐振变换器的驱动波形优化及损耗分析

随着第三代半导体器件氮化镓器件的逐渐成熟,使进一步提高直流电-直流电(DC-DC)变换器效率成为可能。探讨了氮化镓栅极正向阈值电压较小和具有反向导通能力的特性,并针对这些特性设计了新的驱动方式。之后从变换器损耗的角度,提出了基于损耗分析的最小损耗时的死区时间,确定了驱动波形的具体参数。并优化设计了主要磁性元件的设计流程以减小涡流损耗。经过仿真软件验证结论后最终给出了设计参数,并制作出了高效率的试验样机,证明了使用新型驱动电路的氮化镓LLC变换器高效、工作稳定。     

GaN基蓝绿光LED电应力老化分析

对InGaN/GaN多量子阱蓝光和绿光LED进行了室温20,40,60 mA加速电流下的电应力老化研究,发现蓝光与绿光样品经过60 mA电流老化424 h后,其电学性能表现出一定的共性与差异性:在小测量电流下,绿光样品的光衰减幅度较蓝光样品大~9%;而在较大测量电流 (20 mA)下,两者的光衰减幅度基本相同 (18%)。同时,蓝绿光样品的正向电学性能随老化时间的变化幅度基本一致,反映出它们具有相似的退化机制,绿光样品老化后增多的缺陷大部分体现为简单的漏电行为,而并非贡献于非辐射复合中心。在此基础上对GaN基外延结构进行了优化,优化后的LED长期老化的光衰减幅度较参考样品降低了3%。     

高效功率放大器温度可靠性研究

该文研究了Ga N HEMT开关类功率放大器的直流特性和功率传输特性随温度变化的现象.本文基于Ga N HEMT设计了开关E类功率放大器,并通过加速寿命试验的方法研究了该功率放大器的直流和交流温度特性.研究表明由于Ga N HEMT的高温退化特性使得所设计的开关E类功率放大器的工作电流、小信号增益及最大输出功率等随温度升高均有降低.     

MOCVD生长的未掺杂GaN的结晶特性与补偿度关系的研究

对本实验室用ＭＯＣＶＤ方法生长的未故意掺杂的ＧａＮ单晶膜进行了结晶性能、电学性能研究。结果表明,室温时ＧａＮ的Ｘ射线双晶衍射半高宽与其补偿度有较强的依赖关系。高补偿的ＧａＮ的Ｘ射线双晶衍射半高宽较宽。低补偿的ＧａＮ的Ｘ射线双晶衍射半高宽较窄。     

电子回旋共振等离子体特性及其对生长氮化镓晶膜的影响

为了解并优化在电子回旋共振等离子体辅助化学汽相沉积GaN晶膜的工艺研究中的等离子体特性,利用朗缪尔探针及法拉第筒系统地测量了离子密度(N_i)、等离子体势(V_p)、电子温度(T_e)及离子流强(J_i)等多个等离子体参量随微波功率(P_w)及沉膜室气压(p)变化的关系.给出了在P_w＝850W,p＝0.22Pa时,上述等离子体参量的轴向及径向分布.GaN晶膜的生长速率、电学及晶体学性能 关键词：     

GaAs(001)衬底上分子束外延生长立方和六方GaN薄膜

采用分子束外延方法在GaAs(001)衬底上生长出了03微米厚的GaN薄膜,X射线双晶衍射和室温光荧光测试结果表明,采用GaAs氮化表面作为成核层可获得高纯度立方GaN薄膜而采用AlAs氮化表面作为成核层可获得高纯度六方GaN薄膜.这一研究结果表明在GaAs衬底上生长GaN薄膜的相结构可以通过选择不同的成核层来控制. 关键词：     

微波等离子体下GaN的分解与纳米金刚石膜的沉积

采用微波等离子体化学气相沉积(microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)技术系统地研究了GaN的分解机制.结果表明微波等离子体富氢环境促进了GaN的分解反应,分解过程由表面缺陷开始,向侧面扩展,最后沿氮极性面进行;氢等离子体中通入少量氮气能够显著抑制GaN的分解,在此基础上采用两步生长法成功实现在GaN上纳米金刚石膜的直接沉积.     

生长条件对AlGaN/GaN HEMT势垒层表面形貌及二维电子气迁移率的影响

使用金属有机化学气相沉积法生长了AlGN/GaN高电子迁移率晶体管.研究了生长压力和载气组分对AlGaN势垒层及AlGaN高电子迁移率晶体管二维电子气迁移率的影响.原子力显微镜(AFM)光谱和SEM-EDS用于表征外延层的质量.结果表明随着反应室压力从50torr提高到200torr,AlGaN势垒层的表面形貌先变好,随后开始变差.在反应室压力100torr情况下得到最好的表面形貌.同时发现在生长AlGaN势垒层时,同时适当的氢气会提高AlGaN层的质量.在反应室压力100torr、氢气组分59;时得到AlGaNHEMT的最大二维电子气迁移率为1545 cm2/V·s.     

InGaN/GaN laser diode characterization and quantum well number effect

The effect of quantum well number on the quantum efficiency and temperature characteristics of In- GaN/GaN laser diodes （LDs） is determined and investigated. The 3-nm-thick In0.13Ca0.87N wells and two 6-am-thick GaN barriers are selected as an active region for Fabry-Perot （FP） cavity waveguide edge emitting LD. The internal quantum efficiency and internal optical loss coefficient are extracted through the simulation software for single, double, and triple InGaN/GaN quantum wells. The effects of device temperature on the laser threshold current, external differential quantum efficiency （DQE）, and output wavelength are also investigated. The external quantum efficiency and characteristic temperature are improved significantly when the quantum well number is two. It is indicated that the laser structures with many quantum wells will suffer from the inhomogeneity of the carrier density within the quantum well itself which affects the LD performance.