Vertical GaN Reverse Trench-Gate Power MOSFET and DC-DC Converter

Nilesh Kumar Jaiswal; V. N. Ramakrishnan

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자료유형: 학술저널

저자정보: Nilesh Kumar Jaiswal (Vellore Institute of Technology) V. N. Ramakrishnan (Vellore Institute of Technology)

저널정보: 한국전기전자재료학회 Transactions on Electrical and Electronic Materials Transactions on Electrical and Electronic Materials 제22권 제3호

발행연도: 2021.1

수록면: 363 - 371 (9page)

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A vertical GaN reverse trench-gate power MOSFET (RT-MOSFET) device is proposed. This Vertical RT-MOSFET features the negative incline of broaden-trench sidewalls at the bottom of the gate. Numerical device simulations using TCAD have been carried out for device and circuit performance study and analysis. The device performance like transfer characteristics, on-state, off -state characteristics, capacitance?voltage characteristics is observed. The simulation results are shown in comparison to the conventional such as perpendicular trench-gate (UT), and trapezoidal trench-gate (VT)-MOSFET devices. The RT-MOSFET has a ~ 9% and ~ 20% reduced on-state resistance (R on ), ~ 6% and ~ 10% enhanced electrical breakdown voltage (V br ), and ~ 21% and ~ 46% superior Baliga’s fi gure of merits ( V2 br?Ron) compared to UT-MOSFET and VT-MOSFET, respectively. Next, we obtain lower energy loss using TCAD Mixed-mode simulation for DC-DC boost converter circuit performance with diff erent voltage. The RT-MOSFET saves ~ 30% and ~ 76% energy loss at 100 V, ~ 43%, and ~ 75% energy loss at 200 V and ~ 54% and ~ 87% energy loss at 400 V during DC-DC converter application compared to UT-MOSFET and VT-MOSFET, respectively.

#Vertical GaN #Trench gate #Power MOSFET #Breakdown voltage #On-resistance #Boost converter

참고문헌 (39)

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B. J. Baliga / 2016 / Gallium Nitride and Silicon Carbide Power Devices / World Scientifi c Publishing Company

J. Millan / 2014 / A survey of wide bandgap power semiconductor devices / IEEE Trans. Power. Eletron 29(5):2155~2163

T. Kachi / 2014 / Recent progress of GaN power devices for automotive applications / Jpn. J. Appl. Phys 53(10):100210

K. J. Chen / 2017 / GaN-on-Si power technology : devices and applications / IEEE Trans. Electron. Dev 64(3):779~795

M. Ishida / 2013 / GaN on Si technologies for power switching devices / IEEE Trans. Electron. Dev 60(10):3053~3059

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이 논문의 저자 정보

Nilesh Kumar Jaiswal

소속기관 Vellore Institute of Technology

주요연구분야 공학 > 전기전자공학 > 전기공학

논문수 1 이용수 4

V. N. Ramakrishnan

소속기관 Vellore Institute of Technology

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