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24 Elektronik 08 2021 Leistungselektronik Unter den GaN-Leistungshalbleitern zählen die Kaskoden-GaN-FETs zu den ersten kommerziell erhältlichen Bausteinen Zwei Merkmale machen sie besonders Sie ermöglichen einen selbstsperrenden Betrieb und ihr Spannungsbereich für die Gate-Ansteuerung ist sehr weit Schaltungsentwickler haben jedoch schnell festgestellt dass sich mit Kaskoden-GaN-FETs nicht so einfach Schaltkreise aufbauen lassen Einer der beliebtesten GaN-Bauelementtypen ist der Kaskoden-GaN-FET Für die Schaltungsentwicklung muss die Oszillationsanfälligkeit des Bausteins berücksichtigt werden meist mit viel Aufwand Ein DoppelpulsTestsystem mit anwendungsspezifischem Testboard erleichtert diese Arbeit Von Ryo Takeda Takamasa Arai Bernhard Holzinger Michael Zimmermann und Mike Hawes Die Bausteine neigen zum Schwingen und ihre Charakterisierung erweist sich als schwierig Wird ein Kaskoden-GaN-FET in einer Schaltung verwendet integrieren viele Entwickler auch einen großen Gate-Widerstand was den Vorteil eines schnellen GaNLeitungsbauelements wieder schmälert Beim Ausschalten kann es außerdem zu divergenten Schwingungen bis zur Zerstörung von Bauteil und Peripherieschaltung kommen Das Einschalten kann zu starkem Ringing bei der Gate-Spannung führen Bild 1 Beide Effekte hängen mit dem Aufbau des Kaskoden-GaN-Bauelements zusammen Die Kaskode besteht aus einem Niederspannungs-Si-MOSFET und einem Hochspannungs-GaN-HEMT Der Aufbau ist in Bild 2 dargestellt Die divergente Schwingung beim Einschalten wird durch den LawinenAnalysator für Leistungsbausteine Kaskoden-GaN-FETs charakterisieren Bild Prostockstudio | Shutterstock