EPC技術文章

如何使用氮化鎵器件: 驅動氮化鎵場效應電晶體及版圖方面的考慮

本專欄已經討論了氮化鎵場效應電晶體的優勢及與矽MOSFET器件相比, 它們具備可以實現更高效率及開關速度的潛力。 本章將討論使用氮化鎵場效應電晶體時,在驅動器及版圖方面的考慮,以提高性能。

EEWeb
八月份: 驅動氮化鎵場效應電晶體及版圖方面的考慮

回顧氮化鎵與MOSFET功率器件比拼文章(共16章)

當一種全新技術出現,如果認為工程師可以憑直覺知道如何有效及快速地實現這種具備更高性能的技術的優勢是不合理的,因為新技術必然有其學習曲線,氮化鎵技術也不例外。

氮化鎵場效應電晶體技術在2010年中從宜普公司推出業界第一種商用氮化鎵電晶體開始,提供予廣大電源轉換工程界使用。此後,宜普公司在繼續發展其產品系列之同時與系統設計工程師分享如何實現氮化鎵技術的優勢,其中一個教育專案是與Power Electronics雜誌合作,每兩個月撰寫關於氮化鎵技術的特性及其應用的文章。

這一系列文章名為“氮化鎵場效應電晶體與矽電源器件比拼文章”,專題探討使用氮化鎵器件的基本問題及獨特應用。 現在讓我們回顧共16章的文章,以幫助工程師加快其學習曲線之同時使我們知道需要什麼新議題及研究來推動採用氮化鎵技術,正如學習是永無休止的。

作者:宜普公司產品應用副總裁Johan Strydom博士、應用工程行政總監Michael de Rooij博士及應用總監David Reusch博士

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如何使用氮化鎵器件:增強型氮化鎵電晶體的電學特性

使用功率MOSFET的功率系統設計工程師可簡單地改用增強型氮化鎵電晶體。氮化鎵器件的基本工作特性與MOSFET器件相同,但在高效設計中必需考慮幾個特性,從而發揮這種新一代器件的最大優勢。

Alex Lidow
EEWeb
2013年7月

無封裝高電子遷移率電晶體可實現高效電源轉換

封裝的缺點是增加功率MOSFET器件的尺寸及成本,並增加阻抗和電感,從而降低器件的性能。宜普電源轉換公司Alex Lidow辯說最有效的解決方案是不用封裝,使 氮化鎵高電子遷移率電晶體與等效矽器件相比,具有相同成本的優勢。

雜誌:Compound Semiconductor
日期:2013年6月

如何使用GaN(氮化鎵): 氮化鎵電晶體技術專論

領導增強型氮化鎵電晶體發展的宜普電源轉換公司的首席執行長Alex Lidow首次在EEWeb.com撰寫全新專欄,每月與設計工程師討論矽基氮化鎵功率器件可以 替代舊有功率MOSFET器件。

EEWeb.com
作者:Alex Lidow
日期:2013年6月

氮化鎵場效應電晶體與矽功率器件比拼第14章第1部分:氮化鎵場效應電晶體的小信號射頻性能

雖然氮化鎵場效應電晶體被設計及優化為一種開關功率器件,但該電晶體也具備良好的射頻特性。 本章是關於氮化鎵場效應電晶體在200 MHz至2.5 GHz頻率範圍的射頻特性的第1部分。

作者:宜普公司應用工程行政總監Michael de Rooij博士、產品應用副總裁Johan Strydom博士及Peak Gain Wireless總裁Matthew Meiller

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Exploring gallium nitride technology

雜誌:EE Times Asia
日期:2013年5月16日

作為替代MOSFET器件的氮化鎵(GaN)功率器件在商用直流-直流電源轉換的應用已發展了三年,隨著氮化鎵器件暫露頭角,加上以前使用MOSFET的場效應電晶體而不能實現的應用也可以使用氮化鎵器件來實現,對於氮化鎵功率器件的開發者來說,以前想不到及還沒有開發的全新應用將提供大有可為的發展機遇。

http://www.eetasia.com/ART_8800684828_480200_TA_f13f883a.HTM

非常高共振頻率的無線電源傳送系統解構

雜誌:EDN Europe
日期:2013年3月

本文解構組裝無線電源傳送系統所需的元件。宜普電源轉換公司的EPC9104演示系統展示了高效無線電源傳送系統所需的高頻、高壓及高功率器件。詳情請瀏覽http://mag.electronics-eetimes.com/EDNE_MARCH_2013/#/26/

氮化鎵器件與矽功率器件比拼第十三章第二部分:最優化的印刷電路板版圖

與基於傳統MOSFET的設計相比,基於氮化鎵場效應電晶體的負載點降壓轉換器能夠通過優化印刷電路板的版圖而減少寄生電阻,從而提高效率、加快開關速度及減少器件的過沖電壓。

詳情請瀏覽http://powerelectronics.com/gan-transistors/egan-fet-silicon-power-shoot-out-vol-13-part-2-optimal-pcb-layout

氮化鎵場效應電晶體(eGaN FET)可提高工業應用的負載點轉換器的效率及提升其功率密度

宜普產品應用總監David Reusch博士 /銷售及推廣副總裁Stephen L.Colino

在24 V直流系統裡採用的傳統負載點轉換器,設計工程師需要權衡使用一個高成本的隔離型轉換器及使用一個低頻及低效的降壓轉換器。與通常在電腦系統裡使用的12 V負載點轉換器相比,較高壓的24 V負載點轉換器因為需要考慮開關節點的振鈴而需增加場效應電晶體的電壓至最少達40 V,以及增加換向損耗及輸出電容損耗。宜普公司的氮化鎵場效應電晶體由於具備超低QGD性能,從而可實現低換向損耗,並具備低QOSS性能,以實現較低輸出電容損耗。

此外,宜普公司的氮化鎵場效應電晶體具備創新的晶片級柵格陣列封裝,在高頻功率環路及閘極驅動環路,及最重要的在這些環路的共通路徑(稱共源電感)都可容許超低電感,從而把換向損耗減至最低。氮化鎵器件的低電荷及共源電感可幫助設計工程師通過提高頻率使功率密度得以提高而並沒有像傳統MOSFET器件那樣需要折衷效率。

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氮化鎵場效應電晶體(eGaN FET)與矽功率器件比拼第十三章、第一部分: 寄生電感對採用不同器件的轉換器在性能方面的影響

作者:宜普公司產品應用總監David Reusch博士

在不同的應用裡與矽MOSFET器件相比,增強型氮化鎵基電源器件如氮化鎵場效應電晶體展示了它可以實現更高效及更高開關頻率的性能。氮化鎵場效應電晶體具備改善了的開關品質因數,因此封裝及印刷電路板版圖的寄生電感對性能的影響非常重要。在本章及本部分我們將討論在負載點降壓轉換器的應用(工作於開關頻率為1 MHz、輸入電壓為12 V、輸出電壓為1.2 V及輸出電流達20 A的條件下),寄生電感對基於氮化鎵場效應電晶體及MOSFET器件的轉換器在性能方面的影響。

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氮化鎵場效應電晶體與矽功率器件比拼第12章 – 優化死區時間

雜誌 : Power Electronics Technology
作者 : 宜普電源轉換公司應用副總裁Johan Strydom博士
日期 : 2013年1月

我們在之前的文章討論氮化鎵場效應電晶體與矽器件相同之處,並可以利用量度性能的相同標準來評估它。雖然根據大部分的量度標準結果可以看到,氮化鎵場效應電晶體的表現更為優越,但氮化鎵場效應電晶體的體二極管前向電壓比 MOSFET較 高及在死區時間內可以是高功率損耗的元件。體二極管前向導通損耗並不構成在死區時間内產生的全部損耗,而二極管反向恢復及輸出電容損耗也很重要。本章討論管理死區時間及工程師需要把死區時間損耗減至最低。

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增強型氮化鎵場效應電晶體提高無線電源傳送的效率

雜誌:Bodo’s Power Systems (www.bodospower.com)
日期:1/2/2013
作者:宜普公司首席執行長Alex Lidow博士、應用工程執行總監Michael deRooij博士及應用工程 總監David Reusch博士
摘要:本文展示了增強型氮化鎵場效應電晶體推動諧振拓撲在效率方面實現重大改善,以及工作 在6.78 MHz頻率範圍的無線電源傳送實用範例。

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nPower PEG充電器採用宜普的氮化鎵技術替People-Power的移動器件充電

全球首個對手提電子器件充電並由人體能量供電的nPower ® PEG充電器,是Tremont Electric的產品,于nPower PEG (個人能量發電機) 採用了宜普公司的氮化鎵場效應電晶體。 (http://www.powerpulse.net/story.php?storyID=26832 )

氮化鎵場效應電晶體與矽功率器件比拼第十一部分:優化場效應電晶體的導通電阻

作者:宜普公司應用副總裁Johan Strydom博士
雜誌:Power Electronics Technology

摘要:
在這一系列的文章中,我們展示了與矽MOSFET相比,氮化鎵場效應晶體在硬開關及軟開關應用中它在性能方面的改善。我們看到在所討論的每一個情況下,氮化鎵場效應電晶體的性能比MOSFET器件更為優越。第十一部分討論了晶片尺寸的優化工藝,並使用一個應用範例來展示其結果。

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氮化鎵場效應電晶體的安全工作區域

雜誌:Bodo's Power Systems
作者:宜普公司產品品質及可靠性總監馬豔萍博士

摘要:
本文討論了相比功率MOSFET器件,氮化鎵場效應電晶體具有高電子密度和非常低的溫度系數,使它能夠在目前的高性能應用中具有明顯的優勢。 電子密度產生優異的RDS(ON),而正溫度系數防止在晶片內產生發熱點,致使氮化鎵場效應電晶體可以在安全工作區域工作時具有更卓越的性能而不會發生故障。

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氮化鎵場效應電晶體與矽功率器件比拼第十部分:應用於高頻諧振轉換器

作者:宜普公司應用總監David Reusch 博士
雜誌:Power Electronics Technology

在過去的章節中,我們討論了氮化鎵場效應電晶體于硬開關、隔離及非隔離型轉換器應用中所具的優勢。 在第九部分,我們將展示氮化鎵器件在軟開關的應用中,相比目前的功率MOSFET器件,它可以改善效率及輸出功率密度。

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氮化鎵電晶體已經準備好在這個黃金時間搶攻市場嗎?

作者:宜普公司首席執行長Alex Lidow博士
日期:在2012年7月2日刊載於Power Pulse.NET網站

大約在2005年Eudyna 與Nitronex首次推出耗盡型射頻電晶體時,氮化鎵電晶體已經出現。之後有很多新的公司加入引進射頻電晶體(如RFMD, Triquint, Cree, 飛思卡爾, Integra, HRL, M/A-COM及其它公司),以及在電源轉換應用為替代功率MOSFET而設計的電晶體(如Transphorm, 國際整流器公司, GaN Systems, microGaN及宜普電源轉換公司)。本論文主要在討論這個熱鬧的科研現象是代表氮化鎵電晶體已經準備好替代功率MOSFET嗎?如果是,原因是什麼呢?

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eGaN®FET與矽功率器件比拼第九章:無線電源傳送的應用

作者:宜普公司產品應用副總裁Michael de Rooij博士
日期:在2012年6月27日刊載於Power Electronics Technology 雜誌

無線電源產品的應用日益普遍,尤其是應用於通用產品如手機充電器。作為MOSFET技術的替代產品,增強型氮化鎵電晶體具備更快開關速度的性能,是無線電源應用的理想器件。這篇文章我們主要討論實驗性的評估一個內含氮化鎵場效應電晶體在6.78 MHz時工作的無線充電系統的感應線圈,適合用於多個輸出功率為5W的U盤充電負載。

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內含高效氮化鎵電晶體的八分之一磚式直流-直流轉換器

作者:宜普公司產品應用副總裁Johan Strydom博士
日期:在2012年6月1日刊載於Bodo’s Power Systems雜誌

本論文主要在討論氮化鎵電晶體如宜普電源轉換公司的eGaN® FET可以提高隔離型八分之一磚式直流-直流轉換器的效率。這種電源轉換器普遍使用於大型電腦的主機、伺服器及通信系統,並具備不同的尺寸、輸出功率性能、輸入及輸出電壓範圍可供設計工程師考慮。它的模組性、功率密度、可靠性及多功能的特性有助隔離型電源產品的設計。

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