受制于硅材料的特性和器件的封装技术,硅功率器件的动静态性能进一步优化的空间有限,难以满足未来开关电源高效率和高功率密度的需求。因此需要高频性能表现更加优异的新型器件。在宽禁带半导体中,氮化镓功率器件是典型代表。其相比于硅材料的功率器件具有更低的导通电阻,更小的开关损耗,可以使用更小的散热片和更简单的热管理。氮化镓能够提供较低的栅极电荷,开关速度快、寄生参数小、电气参数优越,有望替代硅功率半导体器件。近几年多家半导体厂商相继推出了氮化镓功率器件,但目前所能参考的数据资料有限,所以有必要对氮化镓功率器件展开进一步的研究工作。本文介绍了氮化镓功率器件的国内外发展和研究现状,分析了其性能优势和不足。以氮化镓系统公司的单体增强型氮化镓功率器件为主要研究对象,对其动静态特性和硅功率器件进行了详细对比分析,并搭建双脉冲测试的仿真模型和实验电路,分析测试结果,进一步总结验证了氮化镓功率器件优越的高频开关特性。针对单体增强型氮化镓功率器件的开关特性,提出了在其电路仿真模型时应考虑寄生参数的问题,以及寄生参数所引起的开通关断时刻的尖峰和振铃现象可减缓的方法和策略。本文设计了独立拉灌输出的高频驱动电路,并进行了开关特性的仿真和实验对比,以及高频下的负载实验和优化处理。本文选取了 BOOST变换器作为单体增强型氮化镓功率器件应用特性的研究拓扑,根据实际需要,进行了基于氮化镓功率器件的BOOST变换器的参数设计,进行了适合高频工作的控制电路、驱动电路以及辅助电源部分的电路设计。通过电流型工作模式反馈电路,实现了输入电压可调输出电压恒定的工作要求。针对设计结果,对氮化镓功率器件的应用特性进行进一步分析验证。实验结果表明,氮化镓功率器件的高频开关性能优越,能够实现系统的低功率损耗和效率的有效提升。