【導讀】現如今,部分GaN功率器件逐漸向MOSFET功率管看齊,怎么做到這一點(diǎn)的?但是GaN功率器件在業(yè)界內經(jīng)常取代MOSFET功率器件,那么在哪些應用領(lǐng)域能夠取代。
什么產(chǎn)品,特性如何?
EPC2035(60V)及EPC2036(100V)是EPC最新推出的專(zhuān)為降低價(jià)格,并且在性能上超越傳統硅器件的兩款eGaN功率晶體管。
與等效功率MOSFET器件相比,GaN器件在最高導通電阻額定值RDS(on)上不分伯仲,具有相同的最高擊穿電壓額定值VDS(max)。此外,在下面的數據表中比較了開(kāi)關(guān)速度的數據,包括QOSS、QGD及 QG。在這些數據中,較低的數值代表器件具備更優(yōu)越的性能。
此外,與等效MOSFET器件相比,EPC2035及EPC2036器件的電容小很多。同時(shí),EPC2035/EPC2036的面積大約是等效MOSFET的四十分之一。
價(jià)格!價(jià)格!
EPC2035功率晶體管在批量為1000片時(shí)的單價(jià)為0.36美元,1萬(wàn)片的單價(jià)為0.29美元。EPC2036晶體管在批量為1000片時(shí)的單價(jià)為0.38美元、1萬(wàn)片的單價(jià)為0.31美元。目前低價(jià)位的eGaN器件只出現在60V和100V兩款上,其它電壓的器件是否會(huì )出現相同的更大降價(jià)趨勢?這是我的問(wèn)題。
“該兩款器件的推出只是我們開(kāi)始降低價(jià)格的開(kāi)端,隨著(zhù)eGaN在市場(chǎng)上接受程度和技術(shù)的進(jìn)步,價(jià)格降低的領(lǐng)域將擴展到所有工作電壓范圍。”Alex Lidow博士回答到。EPC只是眾多GaN器件廠(chǎng)商的其中一家,從你的觀(guān)點(diǎn)看,整個(gè)GaN產(chǎn)業(yè)是否也再做相同的動(dòng)作?這是我追問(wèn)的問(wèn)題。
Lindow并沒(méi)有直接回答這個(gè)問(wèn)題,他回答道:“EPC是采用標準硅晶圓代工廠(chǎng)高效制造GaN晶圓的領(lǐng)先廠(chǎng)商。這種方式的制造成本低,這可能是低成本的最大原因,當然會(huì )導致低售價(jià)。此外,器件采用了芯片級(Chipscale)封裝,這種封裝較傳統功率器件的塑料封裝可靠性更高,而在總成本上也降低了50%。”看來(lái)制程和封裝是目前降低GaN器件總體成本的兩個(gè)主要因素。
GaN更適合在哪些應用領(lǐng)域替代MOSFET?
“目前有4類(lèi)應用占據了eGaN器件全球潛在應用市場(chǎng)的一半,中國也置身其中:無(wú)線(xiàn)功率傳輸;LiDAR;包絡(luò )線(xiàn)跟蹤;以及電信和服務(wù)器DC-DC電源。”
按照他的分析,至2018年,全球無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)將達到100億美元,年復合增長(cháng)率為42.6%。“高頻率(6.78MHz)已成為無(wú)線(xiàn)功率傳輸的標準頻率,但MOSFET在這個(gè)頻率上性能欠佳,而eGaN器件則有用武之地。這些應用領(lǐng)域包括移動(dòng)電話(huà)、游戲、筆記本、平板電腦、醫用植入、電動(dòng)汽車(chē)等。”Lidow表示。
eGaN FET器件的轉換速率較功率MOSFET快10倍,這會(huì )為L(cháng)iDAR系統提供更高的分辨率(精度)和響應速度。LiDAR的應用包括視頻游戲的實(shí)時(shí)動(dòng)作識別,手勢識別以及全自動(dòng)駕駛汽車(chē)等。
在服務(wù)器和電信設備中,需要將48V電壓轉換為12V。eGaN FET器件具備體積小、高效的優(yōu)勢。“為了展示如何實(shí)現更高的功率密度、更低的成本和更佳的效率,EPC設計了一款全整流、隔離式1/8磚調壓器,輸出功率為500W時(shí)全載效率可達96.5%,而在此條件下的eGaN FET器件的溫度為或低于91攝氏度。”Lidow進(jìn)一步補充了eGaN器件的性能。
如何用好GaN器件?
為了簡(jiǎn)化對全新eGaN FET產(chǎn)品系列進(jìn)行評估,EPC也推出了兩款單價(jià)均為104.4美元的開(kāi)發(fā)板,使得工程師可以容易對EPC2035及EPC2036在電路中的性能進(jìn)行評估。開(kāi)發(fā)板采用半橋拓撲并包含eGaN FET、板載柵極驅動(dòng)器、電源及旁路電容等。
現在,功率系統工程師可以采用GaN器件設計出具備更低價(jià)格、更優(yōu)越開(kāi)關(guān)速度及更小尺寸的最終產(chǎn)品。
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