GaN技术杂谈

重新思考普通事物并克服心理偏见

无刷直流（BLDC）电机在机器人、电子移动设备和无人机中越来越受欢迎，并且应用越来越广泛。这些应用有一些特殊的要求，比如重量轻、体积小、低转矩波动、低噪音以及极高的精度控制。为了满足这些需求，驱动电机的逆变器需要以更高的频率运行，但这需要先进的技术来减少由此产生的更高功率损耗。增强型氮化镓（eGaN®）晶体管和集成电路能够在很高的频率下运行，而不会产生显著的损耗。

Brick DC-DC 转换器广泛应用于数据中心、电信和汽车应用中，将标称的48 V母线转换为（或从）标称的12 V母线。氮化镓（GaN）集成电路（IC）技术的进步实现了半桥和栅极驱动器的集成，提供了简化布局、最小化面积和降低成本的单芯片解决方案。

致谢 - 这份应用说明和相关硬件是在德克萨斯大学奥斯汀分校的半导体电力电子中心（SPEC）的合作下开发的。

Efficient Power Conversion（EPC）は、定格100 Vの成熟したシリコン・パワーMOSFETとeGaNトランジスタの間の性能の差を広げています。新しい第5世代「プラス」デバイスは、以前の第5世代製品と比べて、オン抵抗RDS(on)が約20％小さく、直流定格が高くなっています。この性能向上は、厚い金属層の追加と、はんだボールから、はんだバーへの変更によるものです。

高效电源转换（EPC）正在使老化的硅功率MOSFET与eGaN®晶体管之间的性能差距扩大一倍，达到200 V额定值。新一代第五代器件的尺寸约为上一代的一半。性能提升源自两个主要设计差异，如图1所示。左侧是第四代200 V增强型GaN-on-Si工艺的横截面。右侧是第五代结构，具有缩短的栅极和源极电极之间的距离，并添加了一层厚金属。这些改进，加上许多未显示的其他改进，使新一代FET的性能提高了一倍。

封装的SEE免疫和抗辐射增强模式氮化镓（eGaN）器件在性能上显著优于老化的抗辐射硅MOSFET，能够在更高频率、更高效率和更高功率密度下工作，从而实现新一代的太空电源转换器。

GaN FET的开关速度比Si MOSFET快得多，导致许多系统设计师会问 − 更快的开关速度如何影响EMI？

除了性能和成本改进之外，GaN 技术对电源转换市场的最重要影响来自其在同一基板上集成多个设备的内在能力。与标准硅 IC 技术相比，GaN 技术使设计师能够以更简单、更具成本效益的方式在单个芯片上实现单片电源系统。

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