GaNの話

At PCIM, Mike Engelhardt, creator of LTspice and QSPICE, explains why traditional SPICE—originally built for IC design—struggles with accurately simulating power devices, especially GaN FETs. He reviews historical capacitance models (Meyer, Yang–Chatterjee), their limitations for VDMOS and GaN, and describes how QSPICE introduces a native GaN MOSFET model (level 2026) with accurate charge, output capacitance, and quasi-saturation behavior. Engelhardt details numerical improvements, proper handling of transcapacitances, and performance gains that make QSPICE a faster, more robust power electronics simulator.

At PCIM, Alex Lidow highlighted the latest evolution of GaN technology, emphasizing major improvements in on-resistance, capacitance, and voltage performance. He noted that seventh-generation GaN is approaching copper-like conductivity while continuing to outperform silicon MOSFETs across voltage levels. Lidow also showcased the EPC2370, featuring ultra-low on-resistance and significantly reduced capacitance. Looking ahead, EPC’s eighth-generation GaN will target low-voltage, high-frequency, and high-power-density applications, alongside monolithic motor-drive ICs for robotics and drones, with integrated protection and current sensing planned for 2027 and 2028.

ワイド・バンドギャップ半導体が市場に登場したとき、それらが動作する領域は、ほぼ明確に定義されていました。SiCは、600 V以上の電圧でシリコンに対抗し、GaNは100 Vから600 V程度の電圧範囲でシリコンと競合するとされていました。

30 V～140 Vの広い入力範囲を備えたモーター駆動用インバータのリファレンス・デザインは、80 V、110 Vなどのバッテリー・システムに適しています。用途の例には、産業自動化システム、農業機械、フォークリフトなどの資材搬送機器などがあります。このブログでは、使用するGaN FETの性能を最適化するために開発したプリント回路基板のレイアウトに重点を置いて、これらのシステム向けの既製のリファレンス・デザインの設計について説明します。

太陽光発電（PV）システムに対する世界的な需要が高まるにつれて、メーカーは、信頼性を損なうことなくコストを低減しなければならないというプレッシャに直面しています。特に商業用や住宅用のPVシステムでは、これらの目標を達成するために革新的な技術が不可欠です。これらのシステムは通常、マイクロインバータとストリング・インバータの2つの主な構成に分類されます。

このブログでは、技術者が自身のプロジェクトに最適なGaNゲート・ドライバを選択するときに考慮すべき重要な要素について説明します。

医療技術産業には、病気や慢性疾患の予防、診断、治療を単純化する医療機器が含まれます。インドの調査会社Fortune Business Insightsによると世界の医療機器市場は、2022年の4954億6000万米ドルから、5.5%のCAGR（年平均成長率）で、2029年までに7189億2000万ドルに成長すると予測されています。

一般的な家電製品に新しい設計アプローチを適用することで、すべてのユーザーが日常生活でのエネルギー使用量の削減に貢献できます。EPCは、新しいデモ・ボードEPC9176を製品化しました。これは、より高効率で高性能な掃除機のモーターを対象とした3相BLDC モーター駆動用インバータです。

窒化ガリウム（GaN）は、パワー・デバイスの生産に加え、RF部品や発光ダイオード（LED）の生産にも使われる非常に硬く、機械的に安定したワイド・バンドギャップ半導体です。GaNのスイッチング周波数は、シリコンよりも大幅に高いので、パワー・エレクトロニクスの設計者は、シリコン技術で達成するためにこれまで挑戦していた、より小型、より高効率、より高性能なシステムを構成できるようになりました。

GaNは、モーター駆動用途のゲーム・チェンジャ（流れを変えるもの）です。設計者がこの技術を活用するためには、迅速で信頼性高い製品化するまでの時間が重要です。最先端のエレクトロニクスと技術を利用した使いやすいリファレンス・デザインは、製品の市場投入までの時間を短縮する貴重なツールを提供します。このツールEPC9173を使うと電動自転車やドローンの設計者は、モーター・システムのサイズ、性能、範囲、精度、トルクをすべて向上させると同時に、設計を簡素化して市場投入までの時間を短縮できます。