EPC技術記事

GaN FETの使用は、シリコンFETの使用と同じくらい簡単です:48 Vシステムの例

この記事では、BOM(部品表)の部品点数が少なく、設計者がシリコンFETを使うときと同じ簡単な方法で同期整流型バック(降圧型)・コンバータを設計できるようにし、48 Vのパワー・システムで優れた性能を実現できるGaN FET互換のアナログ・コントローラを紹介します。

米Power Electronics News誌
2021年4月
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バッテリー駆動のモーター駆動用途向けGaNのePower Stage ICベースのインバータ

GaNトランジスタとICは、入力フィルタの電解コンデンサを排除できるので、モーター駆動用途の電力密度を高めることができます。GaNの優れたスイッチング動作は、デッドタイムを取り除き、不整合な正弦波の電圧波形と電流波形が供給されても、よりスムーズで静かな動作を実現することに役立ちます。

独Bodo’s Power Systems
2021年4月
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GaNはモーター駆動用途に革命をもたらしています

米オンライン・ニュースサイトHow2Powerの先月のSafety&Complianceコラム「WBG Semiconductorsでは、モーター駆動用途で安全性とEMI(電磁干渉)雑音の課題を提起します」 [1] において、Kevin Parmenter氏は、モーター駆動用途の大市場におけるパワー半導体であるSiC、および、それほど広まってはいませんがGaNの利用の難しさについていくつかの主張をしました。この解説は、そのコラムへの回答であり、GaNが低電圧の統合されたモーターにおいて、ゲームを変えるものになる可能性があることを示しています。

米オンライン・ニュースサイトHow2Power
2021年2月
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GaNトランジスタ回路のレイアウトに関する考察

窒化ガリウム(GaN)・トランジスタは、10年以上にわたって大量生産されています。利用可能になった最初の数年間、この新しいデバイスの高速スイッチング速度(由緒あるSi MOSFETの最大10倍)が、GaN FETを採用する主な理由でした。MOSFETで正規化されたGaNデバイスの価格設定が、さまざまな電圧定格と電力処理能力を備えた広範なデバイスの製品化と相まって、コンピュータ用DC-DCコンバータや、ロボット、電動自転車、電動キック・スクータのモーター駆動などの主流のアプリケーションではるかに広く受け入れられるようになりました。初期の採用者から得られた経験は、GaNの世界へのその後の採用者がより早く生産に入る道を示しました。この記事は、パワー・システムの設計者が最小のコストでGaNベースの設計を最大限に活用するために役立つ3つのトピックについて説明する一連の記事の最初の記事です。3つのトピックは次のとおりです。(1)レイアウトの考察。(2)電力処理能力を最大化するための熱設計。(3)EMI(電磁干渉)雑音の最小コストの低減技術。

独Bodo’s Power Systems
2021年1月
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GaN HEMTは、主要な成長用途でMOSFETよりも優れています

シリコン・パワーMOSFETは、効率、電力密度、小型形状などの要素がコミュニティの主な要求であるパワー・エレクトロニクス業界の革新的な変化に対応できていません。シリコンMOSFETは、パワー・エレクトロニクスの理論上の限界に達しており、基板スペースが限られているため、パワー・システムの設計者は代替品を必要としています。窒化ガリウム(GaN)は、高電子移動度トランジスタ(HEMT)半導体であり、新たに出現したアプリケーションに真の付加価値を提供しています。

米EETimes誌
2020年8月
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GaNがシリコンを引退に追い込む

人生の現実と同じように、高齢者がより若い人たちの中心ステージを去るときのように、シリコンがお辞儀をします。古くて信頼性の高いシリコンは徐々に引退し、窒化ガリウム(GaN)の登場と採用によって引き継がれてきています。40年以上にわたって、パワーMOSFETの構造、技術、および回路構成の革新が増大する電力ニーズに対応していたため、パワー・マネージメント(電源管理)の効率とコストは着実に改善されてきました。しかし、新しいミレニアムでは、シリコンのパワーMOSFETが理論上の限界に近づくにつれて、改善率は劇的に鈍化しました。同時に、新しい材料であるGaNは、老朽化したシリコンMOSFETの6000倍、現在市場に出ている最高のGaN製品の300倍という理論的な性能限界に向けて着実にその旅を続けて進化しています。

米オンライン・ニュースEEWeb
2020年7月16日
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D級オーディオ、窒化ガリウム対シリコン:バーチャル・ラウンドテーブル(パート2/2)

D級オーディオに関する米オンライン・ニュースEEWorldの「バーチャル・ラウンドテーブル」のこのパート2では、パネリストが窒化ガリウム(GaN)の出現がD級の設計に及ぼす影響について詳しく説明します:シリコン・デバイスはまだ支配的なところはどこですか? D級アンプでGaNを使うことの性能上の利点は何ですか? D級アンプにおいて、GaNとシリコンの予想される将来のトレンドは何ですか? このバーチャル・ラウンドテーブルの参加者は、米アナログ・デバイセズのオーディオ・システム・アーキテクトJoshua LeMaire(JL)、Efficient Power Conversion のストラテジック・テクニカル・セールス部門バイス・プレジデントSteve Colino(SC)、独インフィニオン テクノロジーズのD級オーディオのアプリケーション・エンジニアリングの責任者Jens Tybo Jensen(JTJ)です。

米オンライン・ニュースEEWorld Online
2020年7月
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GaNと48 V:どこに行くのか、どこに行こうとしているのか?

3年前、中耐圧のeGaN FETの製造コストは、同等の定格のパワーMOSFETのコストを下回りました。当時、EPCはeGaN FETの性能とコスト上の利点を利用して、入力または出力の電圧が約48 Vのアプリケーションを積極的に追求することにしました。具体的には、自動車やコンピュータのアプリケーションでは、パワー・システムにおいて、48 V変換が新しいアーキテクチャ、新しい標準になりつつあります。

米Power Systems Design誌
2020年3月31日
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電力用途向けGaNトランジスタ

シリコン・パワーMOSFETは、効率、電力密度、小型形状などの要素がコミュニティの主な要求であるパワー・エレクトロニクス業界の革新的な変化に対応できていません。パワー・エレクトロニクス業界は、シリコンMOSFETの理論的限界に達しているとみており、今、新しい要素に移行する必要があります。窒化ガリウムGaNは、移動度の高いHEMT(高電子移動度トランジスタ)であり、新しい用途に見合った真の付加価値を提供します。

米Power Electronics News誌
2020年3月25日
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低電圧POLコンバータにGaNの利点をもたらすドライバICとFETのマッチング

この記事では、12 V入力から1 V出力へのPOL(負荷点)コンバータにおいて、適切なGaN FETドライバと組み合わせてGaN FETを使ったときに得られる特性の改善について説明します。ここで説明する設計例では、台湾uPI Semiconductorのデュアル・チャネル同期整流ドライバICであるuP1966Dを、Efficient Power ConversionのGaN非対称ハーフブリッジFETであるEPC2100と組み合わせて使います。

米How2Power Today誌
2019年12月
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GaNの先行き

GaNのパワー・トランジスタとICの使わずに済ますことは、ますます難しくなってきています、とAlex Lidow(アレックス・リドウ)は言っています。eGaN FETなどのGaNオン・シリコンのパワー・トランジスタを通信、自動車、医療、コンピュータで使う多くの理由があります。小型、高速、低コスト、高集積のGaNオン・シリコン・デバイスは、電力変換のすべての用途で設計者の信用と信頼を得るために10年を費やしてきました。

英Electronic Specifier誌
2019年11月20日
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48 V入力、12 V出力の車載用途向けDC-DC変換

48 Vの用途に向く性能指数(FOM:figure of merit)を備えたGaNトランジスタは、サイズ、重さ、BOM(部品表)コストの削減を実現できます。この記事では、5相の完全に安定化した双方向の48 V入力、12 V出力のDC-DCコンバータについて説明します。eGaN FETの使用に適した高度な熱管理ソリューションによって、14.5 Vのバッテリーに97.5%を超える効率で3 kWの電力を供給できるシステムが得られます。

米Power Systems Design誌
2019年7月
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パワー半導体のパッケージを再考する時が来た

問題がパワー半導体、すなわちトランジスタ、ダイオード、または集積回路のパッケージに向けられると、常に、改善の要求は6つの分野に分類されます。

1. パッケージを小型化できますか?
2. パッケージのインダクタンスを減らすことができますか?
3. 導通損失が小さい製品を作ることができますか?
4. パッケージの熱効率を高めることができますか?
5. より低価格で製品を売ることができますか?
6. パッケージの信頼性の高くできますか?

この記事では、GaNオン・シリコンの低耐圧パワー・デバイスのパッケージに焦点を当てます。これは、パワー・システムの設計者が、効率と電力密度を高めると同時に、システムのサイズとコストを削減するために最も強く求めていることです。

なぜGaNに向かうのか?

GaN技術は、伝統的なシリコン技術に挑戦することができる地点まで成熟してきました。窒化ガリウム(GaN)・オン・シリコンの低耐圧パワー・デバイスは、2010年に製品化されて以来、多くの新しいアプリケーションを実現可能にしてきました。Lidar(光による検出と距離の測定)包絡線追跡ワイヤレス・パワーなどの新しい市場は、GaNの優れたスイッチング速度によって出現しました。これらの新しいアプリケーションは、強力なサプライチェーン、低い生産コスト、そして、ねたまれるほどの素晴らしい信頼性記録の確立に貢献してきました。これらすべてが、DC / DCコンバータ、AC / DCコンバータ、自動車などのアプリケーションにおける保守的な設計技術者に評価作業を始めさせるための十分な動機になっています。この記事では、この採用率の急速な拡大につながる要因を探ります。

米Electronics Weekly誌
2019年1月
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eGaN FETベースの同期整流

GaN-on-SiはDC-DCコンバータの設計においてより一般的になるにつれて、同期整流器(SR)として使う場合、経験豊富な設計者は、GaNトランジスタの独特の特性の影響について多くの疑問を持ちます。特に、コンバータのデッドタイム期間中に起動されるSi MOSFETの「ボディ・ダイオード」の導通としてよく知られている第3象限のオフ状態特性に興味を持ちます。この記事では、「ボディ・ダイオード」として動作するときのSi MOSFETとeGaN® FETの類似点と相違点に焦点を当て、相対的な長所と短所を概説します。

独Bodo’s Power Systems
By David Reusch & John Glaser
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事実が科学者の勘定について語っています:彼は、以前に、世界のエネルギー消費を15%節約し、今は、シリコンの置換材料を発見しています

この科学者は、40年前に博士号を取得し、世界のエネルギー消費の15%を一度に節約しました。彼は現在、人類のために、シリコンの代替材料を発見するための革新の旅を続けています。

私の父はいつも、個人の真の価値は、社会への貢献に基づいて評価されると私に教えてくれました。私が1975年に大学院に入学したとき、自分の情熱が半導体分野にあることに気付きました。社会への私の最高の貢献がシリコンの後継者を見つけることから生まれると感じました。私はガリウム砒素で卒業しましたが、1977年に博士号を取得した時点で、ガリウム砒素の見通しは、基本的な材料特性によって、半導体としては限界があるので、私が学んだことのすべてを、シリコンのより良いデバイスを作ることに応用する仕事につぎ込むことにしました。

中国のFortune China誌
2017年6月15日
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CMOSが好敵手を見つける:GaNはパワーへのシフトを加速

業界の観点から言えば、技術は、人間に一定の御利益を約束するメリットや能力が得られる限り存在します。とはいえ、主流のシリコンCMOS技術は、そこから徹底的に恩恵を受けている業界に計り知れない利益を与えています。さて、ここで質問です。太陽の輝きは、CMOSの上に降り注ぐ準備ができていますか? 新たに出現したデバイスGaNパワー・チップは、それらを採用するための最後の障害であるコストをノックダウンしています。DesignConでの基調講演によると、このチップは、自動運転車への無線充電や、より効率的なセルラー通信などの幅広いアプリケーションを可能にするでしょう。

EETimes Asia誌
2015年2月

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