目前有幾個 GaN 器件概念。那么你能告訴我哪些是主要的，從設(shè)計的角度來看你的發(fā)展方向是什么?
所以我想說有很多概念，遠(yuǎn)不止兩個，但不知何故，我們可以談?wù)摌O端：所謂的Cascode GaN和所謂的增強模式GaN。由于我的第一家公司，級聯(lián) GaN 實際上是第一個誕生的。當(dāng)功率 GaN 研究的先驅(qū) International Rectifier 首次開始開發(fā)基于級聯(lián)的 GaN 解決方案時，我就在那里。
順便說一句，如今幾乎每家 GaN 制造商的主要管理人員中都有一位在 20 年前與我分享過這種經(jīng)驗的人。我們可以說，我們的遺產(chǎn)現(xiàn)在仍然存在于世界各地的許多公司中。
但說到級聯(lián)本身，它是一個雙芯片解決方案——至少兩個芯片——通常在 GaN 上加上一個低壓 MOSFET，整個器件通過驅(qū)動 MOSFET 柵極運行。眾所周知，這個概念帶來了易用性。因此，驅(qū)動一個低壓 MOSFET 是極其容易的，因此級聯(lián)共柵被普遍認(rèn)為是一個易于使用的概念。
當(dāng)然，它也有一些缺點。例如，缺乏可擴展性。一件事是制作 600 伏或 650 伏的級聯(lián)解決方案。但是如果你想用這個概念來做一個 100 伏的設(shè)備，那么低壓 MOSFET 引入的妥協(xié)就太大了。你真的失去了GaN的優(yōu)勢。
另一方面，我們可以討論增強模式或 E 模式 GaN。這是一個絕妙的解決方案，它非常優(yōu)雅，單片機正常關(guān)閉。但是，當(dāng)然，許多用戶希望通過替換硅 MOSFET 而不做任何改變來簡單地獲得 GaN 的性能優(yōu)勢。
不幸的是，與硅 MOSFET 相比，增強型 GaN 非常特殊。它具有極低的閾值電壓(取決于柵極概念，大約只有 1 伏，但基本上介于 1 到 2 伏之間)，并且柵極看不到高于 6 或 6.5 伏的電壓。因此，用戶要么使用 GaN 專用柵極驅(qū)動器，要么添加一個驅(qū)動電路來鉗位柵極電壓以防止損壞柵極，或兩者兼而有之。這就是這個概念的問題所在。
在這里，我來到你問題的第二部分，你的文章。在我們的文章中有一個觀點，我們提到大多數(shù) E-Mode GaN 解決方案現(xiàn)在需要為柵極提供負(fù)電壓以實現(xiàn)有效關(guān)斷。確實如此，因為閾值電壓非常低，以至于我們希望避免 PCB 引起的任何風(fēng)險。因此，市場上沒有多少柵極驅(qū)動器具有這種負(fù)電壓能力。
所以，你會看到這些概念有很好的地方，但也有一些缺點。基本上，CGD 采用的技術(shù)將級聯(lián)共柵的易用性與 E-Mode GaN 的簡單性相結(jié)合，避免了所有缺點，包括對負(fù)驅(qū)動電壓的需求。簡而言之就是這樣。
因此，我們的目標(biāo)是將邏輯集成到 E-Mode GaN HEMT 中。因此，它可以以最小的努力與驅(qū)動器和控制器連接，同時也節(jié)省了成本。所以不需要額外的組件。因此，我們的解決方案可以像 MOSFET 一樣被驅(qū)動。我們能告訴我集成邏輯而不是 GaN 驅(qū)動器的原因是什么嗎?
CGD 的 650 伏 GaN 技術(shù)稱為 IC-GaN。是組合詞。IC和eGaN，一言以蔽之，就是E型GaN。因為實際上它是一個片上系統(tǒng)，我們將邏輯集成到 E 模式功率晶體管中。
順便說一句，我們也可以像 ICE GaN 一樣閱讀它，因為它運行起來非?？帷Ｋ话暾臇艠O驅(qū)動器，而僅包含可輕松與柵極驅(qū)動器連接的特定和關(guān)鍵功能。
多年前，當(dāng) CGD 由劍橋大學(xué)的 Giorgio Longobardi 和 Florin Udrea 創(chuàng)立時，在與許多涉及 GaN 的公司進(jìn)行多年咨詢后，特別是在 GaN 可靠性和與柵極相關(guān)的魯棒性等主題上，他們都喃喃自語了很多去的方向。最后，我們想要開發(fā)的是一個完全可擴展到高功率和低電壓的概念。我們已經(jīng)決定，最好的辦法是避免集成全柵極驅(qū)動器，而是使用特定的 IC 來提供使 GaN E 模式 HEMT 像硅 MOSFET 一樣易于使用的關(guān)鍵功能。
當(dāng)然，一旦我們朝著這個方向前進(jìn)，下一步就是進(jìn)一步集成其他功能，例如特定傳感器控制功能，以提高性能和可靠性。而這一切都是我們技術(shù)的核心。
看，我們一直聽到的關(guān)于 GaN HEMT 的一件事是它們是橫向的橫向晶體管，這是與硅和碳化硅 MOSFET 相比的主要區(qū)別和優(yōu)勢之一，因為這允許片上集成。CGD 圍繞這一概念進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并集中精力解決過去幾年中阻礙 GaN 真正得到廣泛采用的主要問題之一，我在幾分鐘前已經(jīng)提到過。那就是缺乏易用性。
因此，CGD 的技術(shù)是一種 E 模式，它是一種常關(guān)單芯片解決方案，可實現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動器的無縫耦合?；旧?，我們不需要添加任何 RC 網(wǎng)絡(luò)或鉗位二極管;我們不需要向柵極提供負(fù)電壓。IC-GaN 的閾值電壓約為 2.8 伏，它具有集成的米勒鉗位，可確保在任何情況下都在零伏時真正發(fā)生關(guān)斷，并且基本上利用了 GaN HEMT 的橫向特性，以允許客戶驅(qū)動 GaN 晶體管像 MOSFET，高達(dá) 20 伏的柵極電壓。
所以，易用性，我們敢說第一次在 E-mode GaN 上引入，不需要任何額外的芯片或任何元件。順便說一句，這也節(jié)省了 PCB 上的成本和空間。
下載文檔
