[发明专利]AlGaN/GaNHEMT器件降级的平均激活能的新型提取方法

权利要求书

1.一种AlGaN/GaN HEMT器件降级的平均激活能的新型提取方法，其步骤包括：

(1)通过动态阻抗提取电路提取AlGaN/GaN HEMT器件中的动态导通阻抗R_dson；

(2)拟合提取的动态导通阻抗曲线，提取拟合的曲线斜率；

(3)分别计算AlGaN/GaN HEMT器件在开关电路中的导通损耗P_CON和开关损耗P_SW；

(4)将导通损耗P_CON和开关损耗P_SW换算成AlGaN/GaN HEMT器件工作时由损耗产生的温升ΔT；

(5)建立激活能与动态导通阻抗R_dson的关系模型，得到AlGaN/GaN HEMT器件降级的平均激活能；其中

步骤(3)中AlGaN/GaN HEMT器件在开关电路中的导通损耗P_CON的计算方式为：

P_CON＝K_thK_DI_rms²R_dson (1)

其中R_dson是导通阻抗，包括直流导通阻抗和动态导通阻抗；k_th是器件导通阻抗随温度变化的比例系数；k_D是动态导通阻抗相对于直流导通阻抗增加的比例系数；I_rms是AlGaN/GaN HEMT器件导通电流的有效值，可通过示波器实际捕捉获得；

步骤(3)中AlGaN/GaN HEMT器件在开关电路中的开关损耗P_SW换的计算方式为：

式中I_ds是通过AlGaN/GaN HEMT器件的实时输出电流，V_ds是加载在器件漏极的实时电压，dt分别包含开通时间t_on和关断时间t_off，该时间通过示波器实际捕捉获得；C_oss是AlGaN/GaN HEMT器件的输出电容；f_s是AlGaN/GaN HEMT器件的工作频率。

2.根据权利要求1所述的AlGaN/GaN HEMT器件降级的平均激活能的新型提取方法，其特征在于：步骤(2)中对动态导通阻抗进行归一化处理再拟合曲线，归一化的方式为将被测AlGaN/GaN HEMT器件的动态导通阻抗与其直流导通阻抗进行归一化。

3.根据权利要求2所述的AlGaN/GaN HEMT器件降级的平均激活能的新型提取方法，其特征在于：温升ΔT的计算方式为：

ΔT＝(1+k)I_rms²R_dsonR_θJA (3)

其中k＝P_sw/P_CON (4)

式中k是开关损耗折算成导通损耗的比例，R_θJA是器件的结到空气的热阻。

4.根据权利要求3所述的AlGaN/GaN HEMT器件降级的平均激活能的新型提取方法，其特征在于：步骤(5)中激活能与动态导通阻抗R_dson的关系模型为:

式中γ₁和γ₂分别是AlGaN势垒层和GaN缓冲层的电场加速因子，E是电场，k_B是玻尔兹曼常数，T是器件的结温，slope是关系物理变量的变化率，采用的关系物理变量为归一化动态导通阻抗，因此slope转变成slope(R_dson)，Ea是器件中缺陷的激活能。