GaNの話

オン抵抗RDS(ON)は、電圧と共に、Si MOSFETやGaN FETを評価するために一般的に使われる普遍的なパラメータです。RDS(ON)は、特定の技術プラットフォーム内のデバイスのサイズ、つまり、そのコストを示す優れた指標です。ただし、ほとんどのスイッチング・パワー・コンバータでは、損失は、導通損失とスイッチング損失の組み合わせです。したがって、RDS(ON)は、異なる技術プラットフォーム間、または同じ技術プラットフォーム内であっても、信頼できる性能の指標ではありません。これは、設計者がSi MOSFETからGaN FETに移行する場合に特に当てはまります。

EPCの開発基板は、一般的なアプリケーションにおいて、eGaN^® FETとICを評価する機会を提供します。例えば、ハーフブリッジ開発基板のEPC9094は、バック（降圧型）・コンバータまたはブースト（昇圧型）・コンバータとして構成できます。EPC9094は、新しく製品化された面積1.3×1.3 mm、2×2ピンのWLCSP（ウエハー・レベルのチップスケール・パッケージ）に収めた耐圧200 V、最大オン抵抗43 mΩのeGaN FETであるEPC2054を搭載しています。この非常に小さいFETの非常に低いオン抵抗R_DS(on) 値によって、高電圧電源からの大電流負荷をサポートできます。この能力を実証するために、開発基板のEPC9094をバック・コンバータに変更します。140 V電源を使ったSpiceシミュレーションでは、2.5 A、28 V出力で90％の高効率が得られることを示しています。米ビシェイ・インターテクノロジーの33 µH、4.4 A、最大95 mΩ、10.2×10.8×4 mmのコイルIHLP-4040DZET330M11を選択すると、500 kHzでリップルは40％になるでしょう。出力コンデンサは、4個の10 µFのセラミック・コンデンサY5V 50V 1210で構成しました。このシミュレーションでは、スイッチング周波数を500 kHzと375 kHzの間で変えた場合、リップル電流と全体的な効率のトレードオフが示されました。このシミュレーションは、デッドタイムを調整して、ハイ・レベルからロー・レベルへの完全なZVS（ゼロ電圧スイッチング）遷移を可能にすることで、バック・コンバータの軽負荷時の効率が最大化されることを示しました。