性能更高而同時(shí)成本更低的兩款200 V eGaN FET解析

人類社會(huì)的進(jìn)步離不開社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

新一代200 V 氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(eGaN FET)是48 VOUT同步整流、D類音頻放大器、太陽能微型逆變器和功率優(yōu)化器，以及多電平、高壓AC / DC轉(zhuǎn)換器的理想功率器件。

場(chǎng)效應(yīng)晶體管(英語：field-effecttransistor，縮寫：FET)是一種通過電場(chǎng)效應(yīng)控制電流的電子元件。它依靠電場(chǎng)去控制導(dǎo)電溝道形狀，因此能控制半導(dǎo)體材料中某種類型載流子的溝道的導(dǎo)電性。

增強(qiáng)型硅基氮化鎵(eGaN)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和集成電路的全球領(lǐng)導(dǎo)廠商宜普電源轉(zhuǎn)換公司(EPC)最新推出的兩款200 V eGaN FET(EPC2215和EPC2207)，性能更高而同時(shí)成本更低，目前已有供貨。采用這些領(lǐng)先氮化鎵器件的應(yīng)用十分廣闊，包括D類音頻放大器、同步整流器、太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤器(MPPT)、DC/DC轉(zhuǎn)換器(硬開關(guān)和諧振式)，以及多電平高壓轉(zhuǎn)換器。

場(chǎng)效應(yīng)晶體管有時(shí)被稱為單極性晶體管，以它的單載流子型作用對(duì)比雙極性晶體管(bipolar junction transistors，縮寫：BJT)。

EPC2215(8 mΩ、162 Apulsed)和EPC2207(22 mΩ、54 Apulsed)的尺寸比前代200 V eGaN器件大約縮小50%，而性能卻倍增。 與基準(zhǔn)硅器件相比，這兩款氮化鎵器件的性能更高。 EPC2215的導(dǎo)通阻抗降低了33%，但尺寸卻縮小了15倍。 其柵極電荷(QG)較基準(zhǔn)硅MOSFET器件小十倍，并且與所有eGaN FET一樣，沒有反向恢復(fù)電荷(QRR)，從而使得D類音頻放大器可以實(shí)現(xiàn)更低的失真，以及實(shí)現(xiàn)更高效的同步整流器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

盡管由于半導(dǎo)體材料的限制，以及曾經(jīng)雙極性晶體管比場(chǎng)效應(yīng)晶體管容易制造，場(chǎng)效應(yīng)晶體管比雙極性晶體管要晚造出，但場(chǎng)效應(yīng)晶體管的概念卻比雙極性晶體管早。

EPC首席執(zhí)行官兼共同創(chuàng)辦人Alex Lidow表示：“最新一代的eGaN FET在具備更高效散熱的更小型尺寸內(nèi)，實(shí)現(xiàn)更高的性能，而且其成本與傳統(tǒng)MOSFET器件相若。氮化鎵器件必然可替代逐漸老化的功率MOSFET器件的趨勢(shì)日益明顯?！?

場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高，因此耦合電容可以容量較小，不必使用電解電容器。

EPC公司與得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的半導(dǎo)體功率電子中心(SPEC)合作開發(fā)了的400 V、2.5 kW、基于eGaN FET、四電平飛跨電容(FCML)圖騰柱無橋整流器，適用于數(shù)據(jù)中心，它使用了最新的200 V 氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(EPC2215)。 得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Alex Huang教授說：“ 氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(eGaN FET)的優(yōu)越特性使得轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)高功率密度、超高效率和低諧波失真?！?

本文只能帶領(lǐng)大家對(duì)氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管有了初步的了解，對(duì)大家入門會(huì)有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識(shí)點(diǎn)。