Der Blätterkatalog benötigt Javascript.
Bitte aktivieren Sie Javascript in Ihren Browser-Einstellungen.
The Blätterkatalog requires Javascript.
Please activate Javascript in your browser settings.
11 2021 Elektronik 23 Leistungselektronik Bild 1 In der Vergrößerung des eGaN-FETs EPC2212 sind Lichtemission im kurzwelligen Infrarotlichtbereich SWIR mit einer Wellenlänge von 1 µm bis 2 µm zu sehen die heißen Elektronen entsprechen Die SWIR-Emission rotorange wurde über ein normales Mikroskopbild sichtbare Wellenlänge und das ursprüngliche Maskendesign überlagert Bild Efficient Power Conversion Bild 2 Hart schaltende Topologie nach JEDEC JEP173 2 Bild Efficient Power Conversion Werden die Bauelemente mit jeder dieser Stressoren bis zu dem Punkt belastet an dem eine erhebliche Zahl von Ausfällen auftritt lassen sich die primären intrinsischen Ausfallmechanismen ermitteln Um Ausfälle in angemessener Zeit zu erzeugen müssen die Belastungsbedingungen die Grenzwerte aus dem Datenblatt des Produkts deutlich überschreiten Gleichzeitig muss sichergestellt sein dass die übermäßige Belastung keinen Ausfallmechanismus auslösen der im normalen Betrieb nie auftreten würde Um dies zu gewährleisten müssen die ausgefallenen Bauelemente sorgfältig analysiert werden um die wesentliche Ursache für den Ausfall zu ermitteln Nur so lässt sich ein wirkliches Verständnis für das Verhalten eines Bauelements unter verschiedenen Belastungszuständen entwickeln Mit zunehmendem Verständnis der intrinsischen Fehlermodi bei eGaNBauelementen sind zwei Tatsachen klar geworden ➔ eGaN-Bauelemente sind robuster als siliziumbasierte MOSFETs und ➔ MOSFET-Modelle für intrinsisches Versagen sind ungültig wenn es da - rum geht die Lebensdauer von eGaNBauelementen unter extremen oder langfristigen elektrischen Belastungen vorherzusagen In diesem Beitrag wird die Vorhersage der Lebensdauer unter hoher DrainSource-Vorspannung beschrieben Dies ist deshalb von Interesse da diese Vorspannung dazu führen kann dass der Durchlasswiderstand RDS on eines GaN-Transistors mit der Zeit zunimmt und schließlich die Grenzwerte im Datenblatt überschreitet Belastung durch Spannung und Temperatur am Drain Der dynamische Durchlasswiderstand ist ein Zustand bei dem dieser Parameter zunimmt wenn der Baustein einer hohen Drain-Source-Spannung UDS ausgesetzt wird Der Mechanismus der den Anstieg verursacht ist das Einfangen von Elektronen in sogenannten Traps Elektronenfallen in der Nähe der Drain-Elektrode Wenn sich die eingefangene Ladung ansammelt entzieht sie dem zweidimensionalen Elektronengas 2DEG im eingeschalteten Zustand Elektronen was den RDS on ansteigen lässt Bild 1 ist eine Vergrößerung des eGaNFETs EPC2212 die kurzwellige Infrarot-Emissionen im optischen Bereich von 1 µm bis 2 µm zeigt Emissionen in diesem Teil des Spektrums deuten auf heiße Elektronen hin und ihre Position im Bauelement stimmt mit der Position der höchsten elektrischen Felder überein wenn der Baustein unter DrainSource-Vorspannung steht Mit dem Wissen dass heiße Elektronen in diesem Bereich die Quelle eingefangener Elektronen sind verstehen wir besser wie sich der dynamische Durchlasswiderstand durch verbesserte Designs und Prozesse minimieren lässt Wenn wir das allgemeine Verhalten heißer Elektronen kennen können wir ihr Verhalten auch über einen größeren Bereich von Spannungsbedingungen verallgemeinern