耗盡型（D-mode）GaN器件結(jié)構(gòu)，耗盡型器件是一種常開器件，即在不加控制電壓（Vgs=0V）的情況下，器件是開通的狀態(tài)，從下面結(jié)構(gòu)圖可以看出氮化鎵晶體管是通過兩種不同禁帶寬度的材料—這里是GaN和AlGaN，在兩種材料（異質(zhì)結(jié)）交界面形成的二維電子氣來形成類似的導(dǎo)電溝道進(jìn)行導(dǎo)電。

< 耗 盡 型 GaN 器 件 的 結(jié) 構(gòu) >

其優(yōu)勢是，D-mode GaN器件，結(jié)構(gòu)簡單、工藝易于實(shí)現(xiàn)，門極可靠性高；更好地保留了異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)，從而保證了二維電子氣密度。

但常開器件，在功率系統(tǒng)中使用并不方便，要想同常規(guī)的MOSFET和IGBT控制方式相同，則需要對(duì)器件進(jìn)行改進(jìn)，其中一種是采用與低壓硅MOSFET的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，如下是采用級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的GaN器件結(jié)構(gòu)原理圖和代表符號(hào)，它是低壓MOSFET和高壓GaN的折疊式結(jié)構(gòu)。

< 級(jí) 聯(lián) 型 GaN 器 件 的 表示 >

由于引入低壓MOSFET，提高了門極閾值電壓，降低了誤開通風(fēng)險(xiǎn)，再者由于低壓MOSFET的也具有良好的品質(zhì)因數(shù)（FOM），因此不會(huì)影響GaN HEMT的速度，這種混合器件也具有：低Rdson、低彌勒效應(yīng)、高速開關(guān)等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是，引入的二極管具有反向恢復(fù)的問題。

增強(qiáng)型（E-mode）GaN器件結(jié)構(gòu)，同增強(qiáng)型MOSFET一樣，增強(qiáng)型GaN器件在不加門極控制電壓（Vgs=0V）的情況下，是常閉狀態(tài)。

< 增 強(qiáng) 型 GaN 器 件 的 結(jié) 構(gòu) >

其原理是對(duì)柵極進(jìn)行P摻雜，保證柵極處于低電位時(shí)，二維電子氣（2DEG）導(dǎo)電溝道沒有建立，器件處于關(guān)斷狀態(tài)，通過改變柵極偏置電壓來控制溝道中的二維電子氣的形成與否，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)器件電流的調(diào)制，只要二維電子氣溝道建立，則如同我們使用的Si MOSFET。

其優(yōu)勢是如上的方便控制之外，還有其并無PN結(jié)的二極管結(jié)構(gòu)，因此沒有反向恢復(fù)的問題，同時(shí)表現(xiàn)出良好的品質(zhì)因數(shù)（FOM）；但增強(qiáng)型器件的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，柵極存在穩(wěn)定性和漏電流問題。

三種GaN HEMT的符號(hào)表示

< GaN HEMT 器 件 的 符 號(hào) >