高效能電源轉換 (EPC) 正在提升與老化的矽電源 MOSFET 和 100 V 等級的 eGaN 電晶體之間的性能距離。新的第五代「plus」裝置相比於前一代產品，擁有約 20% 更低的 R_DS(on) 和更高的直流額定值。這種性能提升來自於厚金屬層的增加和從焊球轉換為焊條。

第一批兩個產品，EPC2204 和 EPC2218，如圖 2 所示，並與前一代 eGaN FET 進行了比較。例如，EPC2204 的晶片尺寸與 EPC2045 相同，但具有 80% 更高的連續電流能力 (I_{DC_CONT})，20% 更低的導通電阻 (R_DS(on))，以及 70% 更低的結到板熱阻 (R_ΘJB)。

為了說明相對於矽電源 MOSFET 的顯著性能優勢，圖 3 將第五代和第五代「plus」eGaN FET 與 Infineon 的標杆矽設備 BSZ070N08LS5 進行了比較。EPC2204 的 R_DS(on) 低 25%，但尺寸縮小了三倍。新的技術使閘電荷 (Q_G) 減少了一半以上，並且像所有 eGaN FET 一樣，沒有反向恢復電荷 (Q_RR)，從而使 Class D 音頻放大器、更高效的同步整流器和 馬達驅動 成為可能。

圖 4 的性能圖表進一步確認了新一代 100 V eGaN FET 的優勢。顯示了一個在 2 MHz 下操作的降壓轉換器，從 12 V 或 24 V 轉換為 3.3 V。紅線代表標杆 Infineon 60 V MOSFET 的效率和功率損耗，藍線則代表 EPC2204 和 EPC2218 器件。

由於這些新一代 eGaN FET 的尺寸非常小，一個常見的問題是它們在操作中散熱的效果如何。得益於晶片級封裝，熱效率比可比的封裝矽設備高得多。例如，圖 5 中的 4 mm² eGaN FET 顯示了在設備中有 6 W 功率時，熱阻為 4 °C/W。為了清晰起見，我們展示了一個模擬圖像，但實際能力已經經過實驗證實。

考慮到這些新 100 V eGaN FET 的明顯優越性，人們可能會認為它們價格昂貴。然而，EPC 將這些先進的 100 V 晶體管定價與其老化的矽電源 MOSFET 相當。

為了幫助設計工程師更快地將產品推向市場，EPC 提供了一系列使用這些晶片級產品的設計工具、開發套件和參考設計。

圖 6 列出了零件、相應的開發套件和可用的參考設計。所有 EPC 產品都具有 PSPICE、TSPICE、LTSPICE、Spectre、Altium 和熱設備模型，可在此處獲得。

圖 7 是使用 EPC2218 的超薄 EPC9153 降壓轉換器的參考設計示例。這款降壓轉換器旨在安裝在非常薄的產品中，如顯示器和筆記本電腦，其輸入電壓在 40 到 60 V 之間。其厚度僅為 6.5 mm，效率超過 98%（見圖 8），且無需額外散熱或氣流的情況下，溫升僅為 35°C。

相同的設計可以配置為 12V 穩壓輸出。圖 9 顯示了 12 V 輸出電壓的效率與負載功率的關係。在 56 V_IN 和 48 V_IN 穩態下，滿載效率分別達到 97.4% 和 97.6%。

EPC 最新一代的 100 V eGaN FET 在更小、更高熱效率的尺寸下實現了更高的性能，並且與老化的矽 MOSFET 價格相當。與前一代 eGaN FET 相比，這些新產品具有更低的導通電阻、更低的熱阻、更高的額定直流電流能力，並且價格與具有可比額定值的功率 MOSFET 相當。老化的電源 MOSFET 的不可避免的淘汰每天都變得更加明顯。

Alex-Lidow