GaN有好些通性優(yōu)勢(shì)，攬括遠(yuǎn)出乎硅的電子遷移率(3.4eV相對(duì)而言1.1eV)，這使其所有比硅高1000倍的電子輸導(dǎo)頻率的潛力。值得注意的是，GaN的門(mén)極電荷(QG)較低，而且是因?yàn)轫氁诿總€(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)對(duì)其展開(kāi)填空，為此GaN亦可以落得1 MHz的效率坐班，頻率不會(huì)回落，而硅則難以達(dá)到100 kHz如上。除此以外，與硅不同，GaN從未體二極管，其在AlGaN / GaN邊界外部的2DEG方可沿反是自由化傳導(dǎo)電流(譽(yù)為“第三象限”操作)。故而，GaN沒(méi)有反向恢復(fù)電荷(QRR)，使其非常適合硬開(kāi)關(guān)采用。
GaN確實(shí)賦有有限的雪崩力量，同時(shí)比硅更容易備受過(guò)電壓的震懾，因故最好適用于漏-源電壓(VDS)鉗位在軌電壓的半橋拓?fù)洹o(wú)體兩極管使GaN化作硬電鍵圖騰柱功率因數(shù)?？?PFC)的很好的甄選，并且GaN也十二分適用于零電壓電鈕(ZVS)使用，囊括簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)LLC和有源鉗位反激。
45 W至65 W功率品位的全速充電適配器將得益于據(jù)悉GaN的有源鉗位反激，而基于LLC的GaN用于150 W至300 W的高端筆記本電腦電源適配器中，比如說(shuō)用于游玩的筆記本電腦。在這些運(yùn)用中，用到GaN招術(shù)可使功率密度增加一倍，因而使適配器更小、更輕。特地地，休戚相關(guān)的磁性電子元件能夠壓縮尺碼。譬如說(shuō)，電源變壓器基石的尺碼可從RM10減掉為RM8的薄型或平面設(shè)計(jì)。因故，在浩繁采用中，功率密度日增了一倍甚至三倍，達(dá)30 W / in3。
在更高功率的行使中，譬如說(shuō)為服務(wù)器、云和電信體系供電的電源，更是是據(jù)悉圖騰柱PFC的電源，動(dòng)用GaN可使能效逾越99%。這使這些系統(tǒng)亦可滿足最重要的(和嚴(yán)厲的)能效正規(guī)，如80+ titanium。
使得GaN器件的法子對(duì)于衛(wèi)護(hù)相對(duì)敏感的柵極氧化物至關(guān)緊要。在器件導(dǎo)通之間提供精確調(diào)劑的門(mén)極使得幅值尤為重要。兌現(xiàn)此鵠的的一種解數(shù)是日益增長(zhǎng)低壓降穩(wěn)壓器(LDO)到長(zhǎng)存的硅MOSFET門(mén)極驅(qū)動(dòng)器中。但這會(huì)侵蝕門(mén)極驅(qū)動(dòng)性質(zhì)，所以，極度動(dòng)用驅(qū)動(dòng)GaN的專用半橋驅(qū)動(dòng)器。
更具體地說(shuō)，硅MOSFET驅(qū)動(dòng)器的典型傳導(dǎo)延遲時(shí)間約為100 ns，這不核符使得速度在500 kHz到1 MHz之間的GaN零部件。對(duì)于該類快慢，十全十美情況下，輸導(dǎo)推移應(yīng)不超越50 ns。
出于電容較低，故而在GaN器件的漏極和源極之間有高電壓轉(zhuǎn)換率。這恐怕造成零件過(guò)早失靈竟是時(shí)有發(fā)生凄清故障，更是是在大功率動(dòng)用中。為避免這種情狀，總得有高的dv / dt抗擾度(在100 V / ns的范圍內(nèi))。
PCB會(huì)對(duì)GaN設(shè)計(jì)的習(xí)性發(fā)生實(shí)質(zhì)性影響，因而經(jīng)常役使RF型布局中常用的技藝。咱們還納諫對(duì)門(mén)極驅(qū)動(dòng)器使用低電感打包(如PQFN)。
安森美半導(dǎo)體的NCP51820是業(yè)界首款半橋門(mén)極驅(qū)動(dòng)器，特為設(shè)計(jì)用以GaN技巧。它負(fù)有調(diào)劑的5.2 V門(mén)極驅(qū)動(dòng)，拔尖兒的傳導(dǎo)緩期僅為25 ns。它兼有落到200 V / ns的dv / dt抗擾度，使用低電感PQFN包裝。
文章標(biāo)簽：
GaN
