部落格:氮化鎵技術如何擊敗矽技術

雜談GaN技術

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高品質、低成本音頻通過GaN實現

高品質、低成本音頻通過GaN實現

七月 29, 2021

直到最近,要從音頻放大器獲得高品質的聲音需要花費數千美元,並且依賴於大型、笨重且耗電的 class-A 放大器。現在,氮化鎵(GaN)場效應管(FETs)和集成電路(ICs)的出現正引領著高品質、低成本 class-D 音頻放大器的時代。

GaN 降低了失真性能問題

歷史上,為了達到高品質音頻所需的失真性能目標(THD+N、TIM 和 IM),class-D 放大器不得不使用大量的反饋電路來補償開環性能不佳的情況。這種失真的來源是矽功率 MOSFET。

class-D 放大器的處理器產生代表音頻信號的高頻脈寬調制(PWM)小信號。功率晶體管在半橋或全橋配置中將小信號轉換為大信號,通過濾波器驅動揚聲器。由於每個脈衝都是方波,增加頻率可以更好地表示音頻信號。每個開關周期中,功率在開關損耗和導通損耗之間耗散,這在音質、工作頻率和功率耗散之間創造了一個權衡。

class-D 放大器功率級的目標是在散熱很少的情況下創建一個精確的大信號複製小信號源。GaN 基 FETs 和 ICs 顯著更高的開關和熱性能使得波形比矽 MOSFET 能達到的理想波形更接近。

使用 GaN 技術的高品質 class-D 放大器提供超越 class-A 設計的音質

GaN 技術使消費者能夠享受超越 class-A 質量的 class-D 優勢。越來越多的製造商正在推出基於氮化鎵的設計。Premium Audio Products 推出的 Mini GaN 5 是一款雙聲道氮化鎵平衡音頻功率放大器。

該放大器的功率是每聲道 200 瓦 RMS 至 8 歐姆。Mini GaN 5 還能驅動 4 歐姆甚至 2 歐姆的揚聲器。儘管體積小(寬 9 ¾英寸 x 深 7 英寸 x 高 1 ¾英寸),但音質令人印象深刻。THD+N 約為 0.006%,增益:低增益 = 26 dB,中增益 = 28 dB,高增益 = 32 dB。

EPC eGaN FETs 提供性能和可靠性

Premium Audio 的擁有者和首席設計師 Tom Rost 選擇了 EPC 的 eGaN® FETs 作為他們的 GaN 基放大器,因為它們提供了極端的性能能力和可靠性。根據 Rost 的說法,「EPC 的氮化鎵產品使 Premium Audio 的 GaN 放大器能夠提供無與倫比的聽音體驗。而且,eGaN FETs 不僅提供了令人難以置信的性能,還實現了音響發燒友質量放大器中的最佳性價比。」

氮化鎵 FETs 和 ICs 正在開創高品質、低成本 class-D 音頻放大器的時代——提供比 class-A 放大器更高質量的音頻和更低的成本。GaN FETs 和 ICs 的卓越開關性能使得波形接近理想波形,從而實現比矽 MOSFET 更低的失真和更高的音質。這種性能正開創一個高品質、價格合理的 class-D 音頻放大器新時代,將音響發燒友質量的放大器帶入高容量的消費和汽車應用中。

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