Experimental evaluation of GaN Gate Injection Transistors

• Autorzy: Rąbkowski J. , Barlik R.

Warianty tytułu

PL

Ocena w trybie eksperymentu azotkowo-galowych tranzystorów typu GIT

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents experimental evaluation of Gate Injection Transistors produced on the base of Gallium Nitride (GaN). Authors show double-pulse test results and measurements of the half-bridge converter with inductive load. Obtained results indicate very good performance of new devices which are able to operate at high switching frequency and low power losses (0.6% losses of converter power at 150 kHz was achieved).

PL

Artykuł przedstawia ocenę w trybie eksperymentu tranzystorów typu Gate Injection Transistor zbudowanych na bazie azotku galu (GaN). Autorzy prezentują wyniki testów dwupulsowych a także wyniki pomiarów układu półmostka obciążonego dławikiem. Wyniki wskazują na bardzo dobre parametry nowych przyrządów, charakteryzujących się niskimi stratami mocy nawet przy dużych częstotliwościach przełączeń (uzyskano 0.6% strat mocy przekształcanej przy 150kHz).

Słowa kluczowe

EN

gallium nitride; Gate Injection Transistor; power loss; double pulse test

PL

azotek galu; tranzystor GIT; strata mocy; test dwupulsowy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 3
• Strony: 9--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rąbkowski J.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Barlik R.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• [1] Thomas M., High-Speed TRENCHSTOP 5 IGBT, Power Electronics Europe, iss. 8 (2012), 30-32
• [2] Disney D., John Shen Z., Review of Silicon Power Semiconductor Technologies for Power Supply on Chip and Power Supply in Package Applications, IEEE Trans. On Power Electronics, 28 (2013), No. 9, 4168-4181
• [3] Rąbkowski J. Peftitsis D., Nee H.P., SiC power transistors – a new era in power electronics is initiated, IEEE Industrial Electronics Magazine, vol. 6, iss. 2, 2012, pp.17-26
• [4] Wrzecionko B., Bortis D., Kolar J.W., A 120°C Ambient Temperature Forced Air-Cooled Normally-off SiC JFET Automotive Inverter System, IEEE Trans. On Power Electronics, vol. 29, iss. 5, 2014, pp. 2345-2358
• [5] Empringham L., de Lillo L., Schultz M., A Design challenges in the Use of Silicon Carbide JFETs in Matrix Converter Applications, IEEE Trans. On Power Electronics, vol. 29, iss. 5, 2014, pp.2563-2573
• [6] Whitaker B. et all., A High-Density, High-Efficiency, Isolated On-Board Vehicle Battery Charger Utylizing Silicob Carbide Power Devices, IEEE Transactions on Power Electronics, vol.29, iss. 5, 2014, pp. 2606-22617
• [7] Rabkowski J., Peftitsis D., Nee H.P., Design Steps Towards a 40-kVA SiC JFET Inverter With Natural-Convection Cooling and an Efficiency Exceeding 99.5 %, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 49, Iss. 4, 2013, 1589 - 1598
• [8] Barlik R., Rąbkowski J., Nowak M., Przyrządy mocy z węglika krzemu (SiC) i ich zastosowanie w energoelektronice, Przegląd Elektrotechniczny Nr. 11/2006 s.1-8.
• [9] Yifeng Wu, Kebort D., Guerrero J., Yea S., Honea J., High Frequency GaN Diode-free Motor Drive Inverter with Pure Sine-wave Output, Proceedings of PCIM 2012, Nurnberg
• [10] GaN Technology Overviev, Efficient Power Conversion, 2012 (epc-co.com/epc/)
• [11] Kaminski N., State of the art and future of wide band-gap devices, proc. of European Conference on PE 2009,
• [12] Huang X., Liu Z., Li Q., Lee F.C., Evaluation and Application of 600V GaN HEMT in Cascode Structure, IEEE Transactions on Power Electronics, vol.29, iss. 5, pp. 2453-2461
• [13] M. Ishida, T. Ueda, T. Tanaka, D. Ueda, GaN on Si Technologies for Power Switching Devices, IEEE Trans. On Electron Devices, vol. 60, iss. 10, 2013, pp. 3053-3059
• [14] Rabkowski J., Tolstoy G., Peftitsis D., Nee H.P., Low-Loss High–Performance Base-Drive Unit for SiC BJTs, IEEE Transaction on Power Electronics, vol. 27, iss. 5, 2012, pp. 2633-2643
• [15] Morita T., Tamura S., Anda Y., Ishida M., Uemoto T., Ueda T., Tanaka D., Ueda D., 99,3% efficiency of Three-Phase Inverter for Motor Drive Using GaN-based Gate Injection Transistors, 26th IEEE Applied Power Electronics Conference, 2011, pp. 481-484.
• [16] Hensel A., Wilhelm C., Kranzer D., Application of a new 600V GaN Transistor in Power Electronics for PV Systems, 15th Int. Power Electronics and Motion Control Conference, 2012.
• [17] Tuysuz A., Bosshard R., Kolar J.W. , Performance Comparison of a GaN GIT and a Si IGBT for High-speed Drive Applications, Proc. of Int. Power Electronics Conference, 2014, pp. 1904-1911