雜談GaN技術

近期氮化鎵（GaN）功率元件的進展顯示，其運作範圍已大幅擴展至 40 V 以下的低電壓應用領域。由於具備良好的導通性能、成熟且廣為理解的製造製程，以及經驗證的可靠性，矽 MOSFET 長期以來主導此電壓範圍。

PCIM Mesago
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與電壓等級一起，RDS(ON) 是描述 Si MOSFET 以及 GaN FETs 的普遍參數。RDS(ON) 是技術平台中設備大小的良好指標，從而也是其成本的指標。然而，在大多數開關電源轉換器中，損耗是導通損耗和開關損耗的組合。因此，RDS(ON) 並不是不同技術平台之間甚至同一技術平台內部性能的可靠指標。 尤其是在設計師從 Si MOSFET 轉換到 GaN FETs 時，這一點尤為真實。

傳統上，發燒友一直看不起D類音頻放大器，因為開關電晶體從未實現具備足够開環綫性度的放大器以滿足最挑剔的聽衆的需求。隨著氮化鎵電晶體和積體電路的普及，設計人員現在可以用行銷標題為“達到THD+N性能目標和減少瞬態互調失真，實現微妙的溫暖感和添加色彩，享受最佳的聆聽體驗”。

早在2015年，Venture Beat就發表了一篇關於氮化鎵晶片取代矽的文章。在那篇文章中，我斷言氮化鎵基功率半導體的廣泛普及是可能的，因為GaN FET將比矽具有更高的性能和更低的成本。 然而，人們仍然普遍誤解氮化鎵元件還沒有達到那個里程碑……這是一個錯誤的迷思。在這篇部落格文章中，我將試圖打破這個神話，並提醒大家，本次討論僅限於額定電壓低于400 V的元件的應用領域，因為這是EPC 的重點產品。

來賓 GaN 談話部落格：Pavel Gurev，Sinftech Rus LLC

重新思考平凡並克服心理偏見

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 RDS(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。

Efficient Power Conversion (EPC) 正在將老化的矽功率 MOSFET 和 eGaN® 電晶體之間的性能差距加倍至 200 V 等級。這些第五代新裝置的尺寸約為上一代的一半。這一性能提升主要來自於兩個設計上的差異，如圖 1 所示。左邊是第四代 200 V 增強模式 GaN-on-Si 工藝的橫截面。右邊的橫截面是第五代結構，閘極和源極電極之間的距離縮短，並新增了厚金屬層。這些改進，加上許多未顯示的改進，使新一代 FET 的性能翻倍。

GaN FETs 可以比 Si MOSFETs 切換得更快，這使得許多系統設計師會問−更快的切換速度如何影響 EMI？

這篇文章最初由 John Glaser 博士和 David Reusch 博士於 2016 年 6 月 13 日在 Power Systems Design 網站上發表。