解析GaN-MOSFET的结构设计

以下文章来源于功率器件产品及使用分享，作者Vincent

GaN-MOSFET 的结构设计中，p-GaN gate(p 型氮化镓栅) 和Cascode(共源共栅) 是两种主流的栅极控制方案，分别适用于不同的应用场景，核心差异体现在结构设计、性能特点和适用范围上。

p-GaN gate 结构这是一种单芯片集成方案，通过在 AlGaN/GaN 异质结上方生长 p 型 GaN 层作为栅极，利用 p-GaN 与 AlGaN 之间的异质结形成天然的栅极势垒，实现增强型(E-mode)器件特性(阈值电压为正)。其优势是结构紧凑、芯片面积小、寄生参数低，开关速度快，且无需额外的硅基 MOSFET 驱动，简化了驱动电路设计。但工艺复杂度较高，对 p 型 GaN 的掺杂均匀性和界面质量要求严格，成本相对较高，更适合中高压、高频的功率电子应用(如新能源汽车逆变器、高频电源)。

Cascode 结构这是一种双芯混合集成方案，由一个低压硅基 MOSFET(通常为增强型)与一个高压耗尽型(D-mode)GaN HEMT(高电子迁移率晶体管)串联组成。通过硅基 MOSFET 控制整个器件的导通与关断，利用 GaN HEMT 承受高压，间接实现增强型特性。其优势是工艺成熟度高，兼容传统硅基 MOSFET 的驱动电路，开发难度低，成本更易控制，且可靠性经过充分验证，适合中低压、对成本敏感的场景(如消费电子电源、快充设备)。但由于是两个器件的集成，寄生参数相对较高，开关速度略逊于 p-GaN gate 结构。

总结：内部结构不同，一种像电动车是直驱，一种要用变速箱非直驱。