GaN HEMT reliability under dynamic stress test

In un panorama energetico mondiale in cui l'energia elettrica ha assunto un ruolo sempre più centrale, le applicazioni dell'elettronica di potenza quali, ad esempio, convertitori di potenza, hanno acquisito un'importanza sempre maggiore. Negli ultimi anni sono emerse tecnologie alternative basate su semiconduttori ad ampio bandgap che hanno progressivamente assunto un ruolo di rilievo nelle applicazioni di potenza, affiancando la tradizionale tecnologia basata sul silicio. Ad oggi, la tecnologia basata sul nitruro di gallio (GaN) rappresenta una delle soluzioni più diffuse nella realizzazione di transistori di potenza, grazie alle sue eccellenti proprietà elettriche e alla progressiva riduzione dei costi, ormai sempre più competitivi rispetto alla controparte in silicio. Una delle principali applicazioni di questi dispositivi è rappresentata dai convertitori di potenza switching, nei quali commutano ad alta frequenza tra lo stato OFF e lo stato ON. Per tale motivo, è fondamentale che questi dispositivi garantiscano un'elevata affidabilità in condizioni di stress dinamico. L'obiettivo del seguente elaborato di tesi è quello di effettuare un'analisi preliminare dell'affidabilità di transistori in GaN in condizioni di stress dinamico, attraverso un setup che integra i test DGS, DRB e hard switching. Il Capitolo 1 fornisce un'introduzione al presente lavoro di tesi. Nei Capitoli 2 e 3, viene presentata una trattazione teorica volta ad approfondire la tecnologia basata sul GaN e le principali strategie adottate per ottenere dispositivi con comportamento normally-off, rispettivamente. Nel Capitolo 4 viene descritto dettagliatamente il setup sperimentale, a livello hardware, software e firmware. Infine, nel Capitolo 5 vengono presentati ed analizzati i risultati dei test effettuati.