EPC技術記事

GaN FETの並列接続:電流分割の課題と解決策

パワー・エレクトロニクスにおける最も古くからの課題の一つは、複数のトランジスタを並列接続して、より大きな電流を流せるスイッチを実現することです。ただし、2個以上のトランジスタは、電気的特性が完全に同一になることはなく、電流を均等に分割することが困難なので、この作業は容易ではありません。

初期のパワー・コンバータの設計者にとって、この課題は、利用できた部品が電流駆動のバイポーラ・トランジスタ(BJT)だったので、さらに困難でした。つまり、電流の均等な分割を実現するために、固有の安定化効果を利用することはできませんでした。実際、通常動作時でも、必要なベース・エミッタ間電圧(VBE)は温度上昇と共に低下します(-2 mV/℃)。このため、わずかな不均衡でも、VBEの低いトランジスタに多くの電流が流れ、発熱が大きくなり、故障につながります。

米Power Electronics News誌
2025年3月

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YouTubeのEEVblog 1737:Alex Lidow:パワーMOSFETの発明者

このビデオでは、米インターナショナル・レクティファイアー在籍中に独自のパワーMOSFETとHEXFETを発明したAlex Lidow(アレックス・リドウ)との対談を収録しています。Alexは、父が創立した会社のCEO(最高経営責任者)に就任した後、現在は市場で最も効率の高いGaN FETのいくつかを製造していることで知られるEfficient Power Conversion(EPC)の創立者でCEOを務めています。この対談では、就任した初日にパワーMOSFETを発明した経緯、そして、この画期的な発明が現代のパワー・エレクトロニクスの形成にどのように貢献したかについて語っています

対談では、シリコン物理、GaN技術の台頭、AI(人工知能)データセンターの電力需要の増大や人型ロボットについても掘り下げて取り上げ、パワー半導体の起源とコンピューティングおよび電化の未来を牽引する技術を結び付ける魅力的な視点を提供します

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並列GaN FETにおける過渡電流分配:寄生容量の役割

この論文では、並列構成で動作する窒化ガリウム(GaN)電界効果トランジスタ(FET)の動的電流分配の振る舞いに対する寄生容量の影響を検証します。GaN技術は、高性能パワー・エレクトロニクス・システムにおいて、ますます注目を集めており、複数のデバイスを並列接続することで、電流処理能力を向上させることが一般的な戦略となってきています。

Salvatore Musumeci PhD、Vincenzo Barba PhD、Michele Pastorelli教授、Marco Palma修士

オランダの出版社エルゼビアのウエブサイトScienceDirect
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800 VアーキテクチャのAIサーバー向けISOPコンバータにおける低電圧GaNの利用

過去10年間、AI(人工知能)の仕事量は、急速に増加する電力需要に対応していないサーバー・アーキテクチャに依存してきました。近年、「AIファクトリー」という概念が登場し、データセンターは、高密度コンピューティングに最適化した生産性重視のシステムとして再構築されています。

独Bodo’s Power Systems
2026年3月
Alejandro PozoとMichael De Rooijによる記事を読む

EPC33110:モノリシックGaNハーフブリッジICをベースにした革新的な3相モジュール

EPC33110は、窒化ガリウム(GaN)のモノリシック集積回路を利用した3相モジュールで、より小型・軽量なモーター駆動用インバータの開発を可能にします。この小型な設計は、ドローンや人型ロボットなどのアプリケーションに最適で、従来のシリコン・ベースのインバータに比べて、より高いスイッチング周波数をサポートし、システムのサイズ、重さ、性能を大幅に向上させます。

独Bodo’s Power Systems
2025年12月
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超低Rds(on)で15 V~40 VのGaNパワー・トランジスタのプリント回路基板のレイアウトに関する考慮事項

40 V~15 Vの範囲で動作する次世代GaNトランジスタの登場によって、オン抵抗RDS(on)の仕様は、数100マイクロオームという驚異的なレベルに達し、同等のサイズのパワーMOSFETを大幅に上回る性能を実現しています。これらの超低抵抗FETの利点を最大限に活用するためには、性能を損なう可能性のある余分な抵抗を防ぐために、慎重なプリント回路基板のレイアウトが不可欠です。この記事では、GaN FETのさまざまなレイアウト戦略を検証し、異なるプリント回路基板の構成が各設計に対して追加される抵抗にどのような影響を与えるかを分析します。

独Bodo’s Power Systems
2025年10月5
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高電圧サーバー電源において低電圧eGaN FETを使った電力密度の向上 – パート3:ISOP LLCコンバータ

3部構成のシリーズのこの最終回では、サーバー電源における絶縁型DC-DC段について解説します。この設計は、入力直列出力並列(ISOP:input-series, output-parallel)構成の4個のLLCモジュールを搭載し、直流400 Vのバスと直流50 Vの出力の間で最大5.5 kWの電力を処理できます。この固定比率コンバータは、高度なサーバー電源アーキテクチャにガルバニック絶縁と高性能を提供します。

独Bodo’s Power Systems
2025年9月
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GaNベースのモーター駆動が人型ロボットとUAV(無人航空機)の小型電源を再定義

EPCのモーター駆動システムとアプリケーション部門ディレクタのMarco Palmaは、米Power Electronics News誌のインタビューで、EPC91118は、15 V~55 Vの直流入力から、3相BLDCモーターに対して1相当たり最大15 Armsを供給すると述べました。注目すべきは、パワー段、検出、制御、通信の各機能が、すべて直径32 mmの基板に統合されており、モーター制御の小型化における新たなベンチマークを確立したことです。

米Power Electronics News誌
2025年7月
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GaNの何が気に入らないのでしょうか?

GaN FETはパワー・エレクトロニクスに革命をもたらしています ーー シリコンMOSFETよりも高速、小型、そして「安価」です。パワー・エレクトロニクスの展示会PCIM Europe 2025のこのビデオでは、EPCのCEO(最高経営責任者)であるAlex Lidow(アレックス・リドウ)が、GaN技術がAI(人口知能)サーバー、衛星、ロボットの推進力として今、なぜ注目を集めているかを解説します。ワイド・バンドギャップ半導体がシリコンの10倍の性能を実現する理由、100~200 VでGaNが実際に安価になる理由、そして新しい第7世代デバイスが前世代の1/3のサイズになる理由をご覧ください。

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GaNがシリコンよりも信頼性が高いのはなぜか?

GaN(窒化ガリウム) FETは、従来のシリコン半導体に比べて、優れた信頼性を備え、パワー・エレクトロニクスに革命をもたらしています。パワー・エレクトロニクスの展示会PCIM Europe 2025で発表されたこのビデオでは、EPCのCEO(最高経営責任者)であるAlex Lidow(アレックス・リドウ)が、電力変換用途におけるGaN技術の基本的な利点について説明します。シリコンが故障するのに対し、GaNデバイスが300℃で動作できる理由、GaN FETにはスピリト効果がないこと、そしてこれらのワイド・バンドギャップ半導体が宇宙用途における放射線耐性をどのように実現しているかをご覧ください。

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GaNは低電圧に対応

GaN(窒化ガリウム)技術の継続的な成熟化に伴い、その用途は、従来シリコンMOSFETが主流だった低電圧領域へと拡大しています。この記事では、GaNの優れた効率、スイッチング損失の低減、そして小型な形状が、民生用電子機器、車載システム、エッジ・コンピューティングにおける電力変換をどのように変革し、低電圧電源設計における新たなイノベーションの時代を切り開いているのかを探ります。

英オンライン・ニュースComponents in Electronics
2025年6月
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MOSFETが撤退?

この論説記事では、Alfred Vollmer氏が、従来のシリコンMOSFETからワイド・バンドギャップ(WBG:wide bandgap)半導体、特に窒化ガリウム(GaN)と炭化ケイ素(SiC)への移行の加速について考察しています。GaNデバイスは、かつてはシリコンMOSFETの独占領域だった領域をどんどん開拓しつつあります。

独Bodo’s Power Systems
2025年6月
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GaNベースのマルチレベル・コンバータの設計手法と実際の実装

現代の電力システムは、小型化の制約を守りながら、高効率、高電力密度、電磁干渉(EMI)雑音の低減が求められています。これらの課題に対処するコンバータ構成の中でも、フライング・コンデンサ・マルチレベル(FCML)・コンバータは、固有の利点で際立っています。FCMLコンバータは、窒化ガリウム(GaN)のパワー・トランジスタと組み合わせることで、特に48 Vのデータセンターの電力供給、バッテリー管理システム、高効率力率改善(PFC)回路などの中程度の電圧の用途において、比類のないレベルの性能を提供します。

米Power Systems Design誌
2025年6月
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高電圧サーバー電源における低電圧eGaN FETを利用した電力密度の向上 ―― パート2:マルチレベルのトーテムポールPFCコンバータ

このシリーズのパート1では、マルチレベルのトーテムポールPFC(力率改善)構成と、それがサーバー用途における電力密度の向上にどのように役立つかについて簡単に説明しました。このパート2では、このソリューションの設計の詳細を深く掘り下げ、交流240 V入力から直流400 V出力までの5 kWのPFCシステムの実験結果を紹介します。

独Bodo’s Power Systems
2025年5月
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ビデオ:高密度DC-DCコンバータ向け次世代GaNプラットフォーム

次世代GaNプラットフォームは、高密度DC-DCコンバータ技術の飛躍的な進歩を牽引し、従来のシリコン・ベースのソリューションを凌駕する性能向上を実現します。このプレゼンテーションでは、Alex Lidow(アレックス・リドウ)が100 Vと40 VのGaNデバイスの進化を調査し、48 Vから12 Vへの電力変換におけるそれらの役割を紹介します。このセッションでは、GaN技術が電力変換に革命をもたらし、高性能アプリケーションにおけるより小型で高効率、そして低コストのソリューションの基盤を提供していることに焦点を当てます。

展示会PCIMのTechnology Stage
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モーター駆動における高周波の利点を解き放つ

この記事では、高周波モーター駆動の価値、その利点、そして今日の要求の厳しいアプリケーションに適したGaN技術の能力について説明します。

英Electronics Weekly紙
2025年5月
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APEC 2025:AIプロセッサ向け垂直電力供給ソリューションを開発する業界

今月のHow2Powerニュースレターでは、APEC 2025へのEPCの参加について取り上げます。この展示会で、EPCは、実物大のサーバーの展示と、95.5%以上の効率と5 kW/立方インチ以上の電力密度を実現する48 V入力、12 V出力のLLCリファレンス・デザインを含む、最先端のGaNベースのパワー・コンバータを展示しました。CEO(最高経営責任者)のAlex Lidow(アレックス・リドウ)は、100 W/立方インチを超える小型な5 kWのAC-DC電源も発表し、GaNがサーバー電源アーキテクチャに与える影響を強調しました。ロボット分野では、EPCの人型アンバサダ「Greg」とモーター関節用の小型GaNインバータを展示し、インテリジェント・マシンの世界でGaNが急速に不可欠なものになりつつある理由を示しました。

米オンライン・ニュースレターHow2Power
2025年4月
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GaN FETを使った高効率の太陽光発電用オプティマイザの設計

小型で信頼性が高く、費用対効果に優れた GaN技術で太陽光発電システムの性能を向上

エンハンスメント・モード窒化ガリウム(eGaN®)・パワー・デバイスの世界的リーダーであるEPC(Efficient Power Conversion Corporation、本社:カリフォルニア州エルセグンド)は12月10日、太陽光発電(PV)用オプティマイザの最新のリファレンス・デザイン「EPC9178」を製品化したと発表しました。太陽光エネルギー・システムの受動部品点数の削減によって、エネルギー効率と費用対効果の厳しい課題に対処すると同時に、高い信頼性を実現するように設計したEPC9178は、再生可能エネルギーのソリューションに対するGaN技術の変革の可能性を実証しています。

GaNと非接続型ロボットの未来

electronica 2024の米DigiKeyのブースで、Caitlin Gittins氏がEPCのCEO(最高経営責任者)であるAlex Lidow(アレックス・リドウ)と、GaNと非接続型ロボットの未来について対談しました。EPCを紹介し、従来のシリコン・ベースの半導体と比べてGaN独自の利点について説明した後、EPCの特定のGaNソリューションと、ロボットにおけるその応用について探りました。この対談では、人型ロボットの概念に触れ、従来のロボット・アームと対比し、ロボットの未来に関するEPCの見通しについて話しました。自律性と効率性を高めることで、GaNがどのようにロボット業界を進歩させているかを検証し、設計にGaNを採用する開発者に対するEPCの推奨事項について議論しました。この対談は、ロボットと、AI(人口知能)を備えた人型ロボットの進化する需要を満たすためにEPCがどのように自らを位置づけているかで終わります。

オンライン・ニュース配信の英Electronic Specifier
2024年11月
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eGaN FETと専用ASICコントローラを使った小型、高性能な次世代PVオプティマイザ

太陽光発電(PV)システムの採用は増え続けており、メーカーに対する絶え間ないプレッシャによって、信頼性を損なうことなくコストを削減するためのイノベーションと新技術の採用が促進されています。再生可能エネルギー・システムが進化し続ける中、GaN FET などの革新的な技術の利用は、業界全体でコスト、性能、信頼性をさらに向上させる鍵となります。

独Bodo’s Power Systems
2024年11月
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