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この記事では、ルネサス エレクトロニクスは、コアのISLVERSALDEMO2Zリファレンス・デザインでディスクリートGaNベースの電源を使うことで、宇宙航空電子工学システムのパワー・マネージメント（電源管理）にどのような利点がもたらされるかを説明しています。
米Power Electronics News誌
2023年7月
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15 V～350 Vの範囲の窒化ガリウム（GaN）ヘテロ接合電界効果パワー・トランジスタは、電力変換、モーター駆動、Lidar（光による検出と距離の測定）用パルス光などの用途において、効率、サイズ、速度、コストで、シリコンに比べて大きな利点をもたらすことが示されています。GaNの集積化によって、多くの高周波用途に多くのシステム上の利点がもたらされます。GaNの集積化は、まだ始まったばかりですが、時間の経過と共にその利点は確実に拡大します。
独Bodo’s Power Systems
2023年6月
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シリコン・ベースであろうと、GaNオン・シリコンであろうと、ディスクリート・パワー・トランジスタは最終章に入っています。GaNオン・シリコンの集積回路は、大幅にコストを低減し、必要な作業を減らし、より小さな実装面積で、より高い性能を提供します。この記事では、GaNの浮上が電力変換をどのように再定義しているかについて詳しく説明します。
独Bodo’s Power Systems
2020年10月
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40年以上にわたって、パワーMOSFETの構造、技術、回路構成の革新が電力に対する拡大する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向上しています。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ています。同時に、新しい材料である窒化ガリウム（GaN）は、成熟したシリコンMOSFETの6000倍、現在市場に出ている最高のGaN製品の300倍の理論的性能限界に向けた旅を着実に進めています。
米EE Times誌
2020年6月
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GaNパワーのモノリシック・ハーフブリッジEPC2101は、パワー・システムの設計者に、効率と電力密度を高めるためのソリューションを提供します。完全なバック（降圧型）・コンバータの場合、ディスクリート（個別部品）のソリューションと比べて、トランジスタが占める基板面積を50％削減できると同時に、スイッチング周波数500 kHzで28 Vから1 Vに変換するときに、システム効率は14 Aでほぼ87％、30 Aのときは82％以上です。
エフィシエント・パワー・コンバージョン社（EPC：Efficient Power Conversion Corporation、本社：カリフォルニア州エルセグンド）は2014年11月18日、耐圧60 Vのエンハンスメント・モードGaNトランジスタのモノリシック・ハーフブリッジ「EPC2101」を製品化しました。単一のデバイスに2個のeGaN®パワーFETを集積化することによって、デバイスを2個使ったときの配線のインダクタンスやプリント回路基板上に必要な面積が削減できます。この結果、トランジスタによって占有される基板面積を半分にできます。これは、エンド・ユーザーの電力変換システムの組み立てコストを削減できると同時に、（特により高い周波数における）効率と電力密度の両方を向上できます。EPC2101は、高周波DC-DC変換に最適です。
ハーフブリッジEPC2101 に集積した各デバイスの耐圧は60 Vです。上側のFETのオン抵抗RDS(on) は標準値で8.4mΩ、下側のFETのRDS(on) は標準2mΩです。VIN / VOUT比が高いバック（降圧型）・コンバータにおけるDC-DC変換効率を最適化するために、ハイサイドFETのサイズは、ローサイド・デバイスの約1/4にしてあります。EPC2101は、スイッチング速度と熱特性を改善するために、チップスケール・パッケージで提供され、電力密度を高めるために、面積は6.05 mm×2.3 mmと小型です。
開発基板
開発基板「EPC9037」は、面積2インチ×1.5インチ（1インチは2.54cm）で、1個の集積化されたハーフブリッジEPC2101に加え、米テキサス・インスツルメンツ社のゲート•ドライバLM5113、電源回路、バイパス・コンデンサを搭載しています。この基板は、最適なスイッチング特性が得られるようにレイアウトされており、波形測定と効率計算を単純化するために、さまざまなプローブ・ポイントを備えています。
価格と購入方法
モノリシック・ハーフブリッジEPC2101 の1000個購入時の単価は6.92米ドルです。
開発基板EPC9037の単価は137.75ドルです（いずれも米国での参考価格）。
いずれも、Digi-Key社のウエブ（http://www.digikey.jp/suppliers/jp/efficient-power-conversion.page?lang=ja）で購入でき、即時に配送されます。
eGaN FETの設計情報とサポート：
EPCについて
EPCは、エンハンスメント・モード窒化ガリウムに基づいたパワー・マネージメント（電源管理）・デバイスのリーダーです。EPCは、最高のシリコン・パワーMOSFETよりも何倍も優れたデバイス特性を備えたエンハンスメント・モード窒化ガリウム・オン・シリコン（eGaN）FETを初めて製品化しました。DC-DCコンバータ、 ワイヤレス・パワー伝送、 包絡線追跡、RF伝送、パワー・インバータ、リモート・センシング技術（LiDAR）、 続きを読む
GaNハーフブリッジのEPC2105は、完全なバック・コンバータ・システムの効率と電力密度を改善するソリューションを提供します。スイッチング300 kHzで48 Vから12 Vへの変換時に10 Aで効率がほぼ98％、スイッチング300 kHzで48 Vから1.0 Vへの変換時に14 Aで効率84％が得られます。
エフィシエント・パワー・コンバージョン社（EPC：Efficient Power Conversion Corporation、本社：カリフォルニア州エルセグンド）は2014年11月13日、耐圧80 Vのモノリシック・ハーフブリッジのエンハンスメント・モードGaNトランジスタ「EPC2105」を製品化しました。単一デバイスに2個のeGaN®パワーFETを統合することによって、相互接続インダクタンスとプリント回路基板上に必要な間隔が除去されます。エンド・ユーザーの電力変換システムのアセンブリ・コストを削減すると同時に、（特により高い周波数での）効率と電力密度の両方を向上できます。EPC2105は、高周波DC-DC変換に最適であり、48 Vから直接、1 Vのシステム負荷への1段の変換が高効率で実現できます。
ハーフブリッジ部品EPC2105内の各デバイスは、耐圧80 Vです。上側のFETのオン抵抗RDS(on)は標準値で10 mΩ、下側のFETは2.3 mΩ（標準値）です。ハイサイドFETの面積は、VIN / VOUT比が大きいバック・コンバータにおいて、効率的なDC-DC変換を最適化するために、ローサイド・デバイスの1/4の面積です。EPC2105は、スイッチング速度や熱特性の改善のためにチップスケール•パッケージで提供され、電力密度を高めるために、面積は、わずか6.05 mm×2.3 mmです。
開発基板
開発基板「EPC9041」は、面積2インチ×1.5インチ（1インチは2.54cm）で、集積化された1個のハーフブリッジEPC2105に加え、米テキサス・インスツルメンツ社のゲート•ドライバLM5113、電源回路、バイパス・コンデンサを搭載しています。この基板は、最適なスイッチング特性が得られるようにレイアウトされており、波形測定と効率計算を単純化するために、さまざまなプローブ・ポイントを備えています。
価格と購入方法
モノリシック・ハーフブリッジEPC2105の1000個購入時の単価は7.17米ドルです。
開発基板EPC9041の単価は137.75ドルです（いずれも米国での参考価格）。
いずれも、Digi-Key社のウエブ（http://www.digikey.jp/suppliers/jp/efficient-power-conversion.page?lang=ja）で購入でき、即時に配送されます。
eGaN FETの設計情報とサポート：
EPCについて
EPCは、エンハンスメント・モード窒化ガリウムに基づいたパワー・マネージメント（電源管理）・デバイスのリーダーです。EPCは、最高のシリコン・パワーMOSFETよりも何倍も優れたデバイス特性を備えたエンハンスメント・モード窒化ガリウム・オン・シリコン（eGaN）FETを初めて製品化しました。DC-DCコンバータ、 ワイヤレス・パワー伝送、 包絡線追跡、RF伝送、パワー・インバータ、リモート・センシング技術（LiDAR）、 D級オーディオ・アンプ などの用途で、パワーMOSFETを置き換えられます。
eGaNは、Efficient Power Conversion Corporation, In
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GaNパワー•トランジスタEPC2100は、パワー・システムの設計者に、完全なバック・コンバータ・システムの効率と電力密度を向上するためのソリューションを提供します。スイッチング500 kHzで、12 Vから1.2 Vに変換するときの効率は、10 Aで93％弱、25 Aで90.5％以上を実現できます。
エフィシエント・パワー・コンバージョン社（EPC：Efficient Power Conversion Corporation、本社：カリフォルニア州エルセグンド）は2014年9月24日、エンハンスメント・モードGaNトランジスタで初めてのモノリシック・ハーフブリッジ「EPC2100」を製品化しました。2個のeGaNパワーFETを単一のデバイスに集積化することで、相互接続インダクタンスと、プリント回路基板上に必要なデバイス間の空間が除去されます。最終ユーザーの電力変換システムの組み立てコストを削減できると同時に、効率（特に、より高い周波数において）と電力密度の両方を向上できます。
ハーフブリッジ EPC2100に内蔵した各デバイスの電圧定格は30 Vです。上側（ハイサイド）FETのオン抵抗RDS(on)は、標準値で6mΩ、下側（ローサイド）FETのRDS(on)は標準1.5mΩです。入力電圧／出力電圧の比が大きいバック（降圧型）・コンバータの効率的なDC-DC変換を最適化するために、ハイサイドFETの大きさは、ローサイド・デバイスの約1／4になっています。EPC2100は、スイッチング速度と熱特性を改善するためにチップスケール・パッケージで提供され、電力密度を高めるために、パッケージ面積は6mm×2.3mmと小型です。
「今、設計者は、eGaN技術による製品、すなわち、スペースを節約し、効率を向上し、コストを削減できるモノリシックのeGaNハーフブリッジ・デバイスのファミリーの最初のサンプルを入手できます。電力変換システムがマルチメガヘルツ領域へと拡張すると同時に、システム効率と電力密度を向上するために、ディスクリート（個別）・デバイスの集積化が、ますます重要になります」と、EPC社の共同創立者でCEO（最高経営責任者）のAlex Lidow（アレックス•リドウ）は述べています。
開発基板
開発基板「
EPC9036」は、面積2インチ×2インチ（1インチは2.54cm）で、集積化された1個のハーフブリッジEPC2100に加え、米テキサス・インスツルメンツ社のゲート•ドライバLM5113、電源回路、バイパス•コンデンサを搭載しています。この基板は、最適なスイッチング特性が得られるようにレイアウトされており、波形測定と効率計算を単純化するために、さまざまなプローブ・ポイントを備えています。
価格と購入方法
モノリシック・ハーフブリッジEPC2100の1000個購入時の単価は5.81米ドルです。
開発基板EPC9036の単価は137.75ドルです（いずれも米国での参考価格）。
いずれも、Digi-Key社のウエブ（http://www.digikey.jp/suppliers/jp/efficient-power-conversion.page?lang=ja）で購入でき、即時に配送されます。
eGaN FETの設計情報とサポート：
EPCについて
EPCは、エンハンスメント・モード窒化ガリウムに基づいたパワー・マネージメント（電源管理）・デバイスのリーダーです。EPCは、最高のシリコン・パワーMOSFETよりも何倍も優れたデバイス特性を備えたエンハンスメント・モード窒化ガリウム・オン・シリコン（eGaN）FETを初めて製品化しました。DC-DCコンバータ、 ワイヤレス・パワー伝送、 包絡線追跡、RF伝送、パワー・インバータ、リモート・センシング技術（LiDAR）、 D級オーディオ・アンプ などの用途で、パワーMOSFETを置き換えられます。
eGaNは、Efficient Power Conversion Corporation, Inc.の登録商標です。
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