よくあるご質問FAQ

eGaN® FETの特性

EPCのエンハンスメント・モード・トランジスタを、どのようにパワーMOSFETと比較すればよいですか?

EPCのエンハンスメント・モードGaNトランジスタ(eGaN® FET)は、シリコンのパワーMOSFETと非常によく似ています。ただし、はるかに高性能という以外は! あなたがパワーMOSFETの使用方法を知っていれば、より高効率、より高速、より大電力密度を達成するeGaN FETに移行することは簡単でしょう。2つの技術の間の特性比較は、このポッドキャスト「GaNの利用法 01: イントロダクション:材料の比較」をご覧ください。

EPCのeGaNデバイスのゲート入力に対する制限は、ありますか?

データシート上で公表された絶対最大定格電圧を超えないように注意しなければなりません。設計者がこの問題を回避することを容易にするために、高速駆動能力を提供すると同時にeGaN FETの最大電圧を制御するいくつかのICがあります。ドライバICの中で最新の製品については、http://epc-co.com/epc/jp/製品/eGaNドライバ.aspxをご覧ください。さらに、オーバーシュートを最小化する効果的なレイアウトをすることも得策です。レイアウトに関する詳細は、ポッドキャスト「GaNの利用法 06:設計の基礎:レイアウト」をご覧ください。

高性能電力変換回路に、どのようにeGaN FETをレイアウトすればよいですか?

eGaN FETは非常に高速なので、あなたの回路を、最小の寄生インダクタンスでレイアウトするために細心の注意を払わなければなりません。EPCは、最適なレイアウト技術を開発しました。これは、ホワイト・ペーパー「Optimizing PCB Layout with eGaN FETs(eGaN FETを搭載したプリント回路基板のレイアウトの最適化) 」、およびポッドキャスト「GaNの利用法 06:設計の基礎:レイアウト」にまとめてあります。

GaNには、ボディ・ダイオードがありますか? もしあるなら、シリコンMOSFETと比べて、順方向電圧降下や逆回復特性は、どのようになりますか?

eGaN FETは、Si-FETのような寄生のボディ・ダイオードを持っていませんが、異なるメカニズムによって逆方向の導通を実現します。多数キャリアだけがGaNデバイスの導通に関係するので、逆回復はゼロです。内部ダイオードの順方向電圧は、シリコン・ベースFETのダイオードの順方向電圧降下よりも高いので、デッドタイムやダイオードの導通時間は、最大効率を得るために最小化される必要があります。つまり、eGaN FETのボディ・ダイオードは、わずかに高い順方向電圧降下でショットキー・ダイオードのように動作します。このモードにおける動作の詳細については、「Fundamentals of Gallium Nitride Transistors(窒化ガリウム・トランジスタの基礎))」を参照するか、以下のポッドキャストをご覧ください。
GaNの利用法01:イントロダクション:材料の比較
GaNの利用法02:イントロダクション:動作特性

ゲートが負の電圧に駆動されると、「ボディ・ダイオード」の順方向電圧降下は、どのように変化しますか?

eGaNデバイスの「ボディ・ダイオード」の電圧降下は、標準的なゲートのしきい電圧です。ゲートに加えられた負の電圧は、ダイオードの電圧低下「Vf」に加算されます。したがって、もし逆方向の導通特性を利用するつもりなら、負のゲート電圧をかけることは推奨されません。

シリコンMOSFETとは異なり、通常のデッドタイムの間、待つ必要はありません。言い換えれば、スイッチが10ns(標準値)未満でオフするので、チャネルをオンする前に、同じレッグの他のデバイスがオフしたあと、40ns~60nsの間、待つ必要はありません。任意の同期整流用FETの用途のように、ダイオードの導通は最小のままにしておく必要があります。ホワイト・ペーパー「Dead-Time Optimization for Maximum Efficiency(最大効率のためのデッドタイムの最適化)」を参照してください。

EPCのエンハンスメント・モードGaNトランジスタを、どのようにテストすればよいですか?

EPCのeGaN® FETは、シリコン・パワーMOSFETと非常によく似ています。しかし、これらの高性能デバイスの電気的なテストを行う前に、理解しなければならない重要な違いがいくつかあります。EPCのeGaN FETをテストし、キャラクタライズするためのガイドは、 http://epc-co.com/epc/documents/product-training/Characterization_guide.pdfをご覧ください。

厳しい環境条件下のアプリケーションに対する温度範囲は、どうなりますか?

耐圧40Vの鉛フリーeGaN FET(EPC2014とEPC2015)の定格は150℃です。耐圧100V品(EPC2001とEPC2007)、および200V品(EPC2010と EPC2012)の定格は125℃となります。一般的にGaNトランジスタでは300℃もの高温条件下で動作する能力があります。EPCのデバイスは、鉛フリーはんだを使うプリント回路基板の上にランド・グリッド・アレイ(LGA)パッケージのフリップチップとして実装されます。これと、一般的なプリント回路基板の表面で許される最高温度が標準的には105℃以下であるということを考慮するという2つの理由で、EPCは初期には、より高い温度でのこれらの部品の定格化をしていません。

ゲート-ソース間のしきい値は、どのように温度に依存しますか?

ゲート-ソース間のしきい値は、データシートの図9に示されるように、本質的に温度に対してフラットです。これは、高温下でのターンオフ障害を避け、伝達特性曲線の正の温度係数に従って、線形回路においてスイッチング遷移時の電流の集中を防ぎます。

デバイスのアバランシェは、定格化されていますか?

EPCのeGaN FETには、過電圧定格があります。一般的な仕様や定格での利用については、デバイスのデータシートを参照してください:

eGaN FETの熱抵抗に関する情報は、どこに記載されていますか?

熱抵抗は、ディスクリートのパワー・デバイスの能力を決める大切な要素です。デバイスの熱特性から、最大消費電力と最大電流の両方をユーザーのアプリケーションに対して求めることができます。従来のシリコンMOSFETの熱特性は、よく理解されていますが、eGaN® FETの熱特性の測定には、いくつかの説明を追加する必要があります。EPCでは、eGaN FETの熱抵抗の測定結果やテスト方法を調べたアプリケーション・ノートを用意しています。このアプリケーション・ノートはhttp://epc-co.com/epc/documents/product-training/Characterization_guide.pdfに掲載してあります。

熱抵抗のデータは、各デバイスのデータシート(http://epc-co.com/epc/jp/製品/eGaNFET.aspx)に記載してあります。

さらに、熱モデルは、 http://epc-co.com/epc/jp/設計サポート/デバイス・モデル.aspxをご覧ください。

eGaNデバイスの理論的な限界温度は何度ですか?

GaNトランジスタは、300℃もの高温で動作することが実証されています。製品化されたEPC製品の温度定格は、http://epc-co.com/epc/jp/製品/eGaNFET.aspxの製品表をご覧ください。

EPCは、「ミラー効果」をどのように扱いますか?

「ミラー容量」、すなわちCGDは、これらのデバイスでは非常に小さい値です。したがって、「ミラー効果」によるスイッチング損失も非常に小さくなります。dv/dtの間の「ミラー効果」の扱いは、MOSFETでの扱いと似ています。低耐圧デバイスでは、CGDとCGSの間の容量分圧器は、デバイスをオフのままにするためには十分です。高耐圧では、オフする経路を低インピーダンスにすることが、高いdV/dtの下でデバイスをオフのままにしておくために要求されます。EPCは、非常に高いdv/dtでのeGaN FETのオン/オフを効果的に管理するドライバICを生産するためにICメーカーと協業することによって、当社のeGaN FETを簡単に駆動できるようにしています。