在電力電子控制系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)失效安全，器件必須具備常關型的工作特性。通常對于Si襯底上GaN基功率開關器件，主流技術是利用Al-GaN/GaN異質結構界面處高濃度、高遷移率的 2DEG工作，使器件具有導通電阻小、開關速度快的優(yōu)點。然而，這種AlGaN/GaNHFET即使在外加柵壓為0的情況下，其器件也處于開啟狀態(tài)。如何實現(xiàn)高性能的常關型操作是GaN功率開關器件面臨 的一個重要挑戰(zhàn)。

實現(xiàn)常關型工作特性的一般思路是保留接入?yún)^(qū)高導通的2DEG，同時耗盡或截斷柵極下方的2DEG，以實現(xiàn)器件零偏壓下關斷。目前業(yè)界最普遍采用的常關型GaN器件的結構有3種：（1） 結型柵結構（p型柵），（2） 共源共柵級聯(lián)結構（Cascode），（3）絕緣柵結構（MOSFET）， 如圖表3所示。

（a） p型柵結構

（b） Cascode共源共柵連接結構

（c） 絕緣柵結構

圖表3 GaN常關型器件結構示意

目前，p型柵結構方案是利用柵極下方的p型（Al）GaN層抬高溝道處的勢壘，從而耗盡溝道中的2DEG來實現(xiàn)常關，該結構的制備工藝難度較大，而Cascode 級聯(lián)結構的常關型器件方案只是暫時的解決方案。絕緣柵結構使用最普遍的就是凹槽柵結構，通過凹槽切斷柵極下方的2DEG，使得器件在零柵壓下為關斷狀態(tài)。當正柵壓增至大于閱值電壓時，將在柵界面處形成電子積累層以作為器件的導電溝道，器件呈導通狀態(tài)，屬于“真”常關器件，因此被稱為增強型GaN FET。