【導(dǎo)讀】這里的一張圖就能讓大家搞清楚GaN功率管的結(jié)構(gòu)及工作原理，常關(guān)型GaN功率管通常稱為增強型GaN功率管，設(shè)計增強型GaN功率管有四種方法。
1、GaN和AlGaN材料特性不同，GaN和AlGaN構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)的表面形成應(yīng)力，由于晶體產(chǎn)生的壓電效應(yīng)，在GaN表層內(nèi)部靠近結(jié)的一個薄層區(qū)域產(chǎn)生電子聚集，從而形成導(dǎo)電層，這個薄層的導(dǎo)電區(qū)域就是所謂的二維電子氣2-DEG，如圖中紅色虛線和紅色圖例所示。
2-DEG：Two Dimensional Electron Gas
2、GaN和AlGaN異質(zhì)結(jié)內(nèi)在的產(chǎn)生導(dǎo)電的二維電子氣，常開型GaN器件通常稱為耗盡型GaN功率晶體管，必須在Gate加上反壓，才能將Gate下面AlGaN層中的二維電子氣去除，從而將器件關(guān)斷。這種常開型器件在應(yīng)用中會產(chǎn)生許多問題，因此不太適合實際的應(yīng)用。
耗盡：Depletion
金屬絕緣半導(dǎo)體：Metal Insulated Semiconductor
3、常關(guān)型GaN功率管通常稱為增強型GaN功率管，設(shè)計增強型GaN功率管有四種方法：
（1）Gate在AlGaN層中凹陷下移
當Gate在AlGaN層中下移，Gate下方AlGaN層變薄，結(jié)應(yīng)力減小，當其尺寸減小到一定值，就可以去除Gate下方GaN層中的二維電子氣。Gate加正向電壓，電子被吸引到其下方，Gate電壓大于一定值時，就可以恢復(fù)Gate下方GaN層中的二維電子氣，從而開始導(dǎo)電。
（2）Gate下方AlGaN層中注入氟原子
AlGaN層中的氟原子可以捕獲電子，從而去除Gate下方GaN層中的二維電子氣。
（3）使用P型Gate
P型Gate產(chǎn)生正電荷，從而去除Gate下方GaN層中的二維電子氣，這也是目前商業(yè)化產(chǎn)品常用一種方法。
（4）使用級連的結(jié)構(gòu)
將一個MOSFET和GaN串聯(lián)級連，從而形成常關(guān)型器件，早期GaN采用這種結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在越來越少使用。
4、襯底Substrate主要是Si、SiC或其它材料。
