来源：IEEE Journal of the Electron Devices Society

链接：https://doi.org/10.1109/jeds.2026.3658238

01 背景介绍

氮化镓（GaN）作为宽禁带半导体，具有更高击穿电场、电子密度、迁移率及饱和速度，在高频、高功率电子领域应用广泛。高功率密度导致 2DEG（二维电子气）通道产生严重自热效应（焦耳热累积），需将通道温度控制在 200℃以下（商用 RF GaN HEMT 10W/mm 功率密度场景），否则会导致电性能退化与长期可靠性下降。

02 成果掠影

近日，西安电子科技大学张进成、冯欣副、刘志宏团队在GaN HEMT热管理方面取得重要进展，提出并验证了一种高效集成的微流道冷却方案，显著提升了器件的散热能力与电学性能。通过建立自然风冷与微通道冷却的热阻模型，结合 CFD 仿真与实验验证，实现结 - 环境热阻（Rj-a）最低 13.5 K/W（较自然风冷降低 65%） 、表面热通量达2200 W/cm²（提升 106%） ，饱和电流增加35.2% ，有效抑制自热效应与电流崩塌；该技术在 25℃-50℃高环境温度下仍保持稳定冷却效果，且具有高集成性、通用性优势，为高功率 GaN 器件提供了高效且实用的热管理解决方案。研究成果以“Microchannel Cooling for Performance Enhancement of GaN-on-Si HEMT With a Low Rj-a of 13.5 K/W” 为题，发表于《IEEE Journal of the Electron Devices Society》期刊。

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