雜談GaN技術

脈衝激光雷達系統通常使用 905 nm 或 1550 nm 激光進行光學發射。  在 1400 nm 以上時，眼睛的各種元素會吸收光線，阻止其到達並損害視網膜。  隨著激光功率的增加，並不是所有的光都被吸收，在某些情況下可能會發生視網膜損傷。  由於 905 nm 的光線不被吸收，它確實會到達視網膜，因此必須小心控制能量密度以防止損壞。

基於氮化鎵 (GaN) 的解決方案結合數位控制和高性能磁性材料，可以提高效率、縮小尺寸並降低高密度計算應用（如超薄筆記型電腦和高端遊戲系統）的系統成本。

共同撰寫：Steve Colino

電力電子工程師不斷致力於設計具有更高效率和更高功率密度的設計，同時保持高可靠性並將成本降至最低。設計技術的進步和元件技術的改進使工程師能夠始終如一地實現這些目標。電力半導體是這些設計的核心，它們的改進對於更好的性能至關重要。在這篇EPC空間部落格中，我們將展示氮化鎵（GaN）電力半導體如何在空間應用的惡劣輻射環境中實現創新。

重新思考平凡並克服心理偏見

無刷直流 (BLDC) 馬達 越來越受歡迎，並且在機器人技術、電子移動和無人機中有著越來越多的應用。這些應用有特殊需求，例如輕量、小尺寸、低轉矩波動、低噪音和極高的精度控制。為了滿足這些需求，為馬達提供動力的變頻器需要以更高頻率運行，但同時需要先進技術來減少由此產生的較高功率損耗。增強模式氮化鎵 (eGaN ®) 晶體管和集成電路能夠在不產生顯著損耗的情況下以更高頻率運行。

磚式DC-DC轉換器廣泛應用於數據中心、電信和汽車應用，將標稱48V匯流排轉換為（或從）標稱12V匯流排。氮化鎵（GaN）集成電路（IC）技術的進步使得半橋和閘極驅動器得以集成，從而形成單芯片解決方案，簡化了佈局、最小化面積並降低成本。

致謝 - 此應用說明和相關硬體是與德克薩斯大學奧斯汀分校的半導體電力電子中心 (SPEC) 合作開發的。

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。