【導(dǎo)讀】現(xiàn)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(nèi)經(jīng)常取代MOSFET功率器件，那么在哪些應(yīng)用領(lǐng)域能夠取代。
什么產(chǎn)品，特性如何？
EPC2035(60V)及EPC2036(100V)是EPC最新推出的專為降低價(jià)格，并且在性能上超越傳統(tǒng)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(dǎo)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(shù)據(jù)表中比較了開關(guān)速度的數(shù)據(jù)，包括QOSS、QGD及 QG。在這些數(shù)據(jù)中，較低的數(shù)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(xiàn)在60V和100V兩款上，其它電壓的器件是否會(huì)出現(xiàn)相同的更大降價(jià)趨勢(shì)？這是我的問題。
“該兩款器件的推出只是我們開始降低價(jià)格的開端，隨著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?qū)U(kuò)展到所有工作電壓范圍。”Alex Lidow博士回答到。EPC只是眾多GaN器件廠商的其中一家，從你的觀點(diǎn)看，整個(gè)GaN產(chǎn)業(yè)是否也再做相同的動(dòng)作？這是我追問的問題。
Lindow并沒有直接回答這個(gè)問題，他回答道：“EPC是采用標(biāo)準(zhǔn)硅晶圓代工廠高效制造GaN晶圓的領(lǐng)先廠商。這種方式的制造成本低，這可能是低成本的最大原因，當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致低售價(jià)。此外，器件采用了芯片級(jí)(Chipscale)封裝，這種封裝較傳統(tǒng)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(yīng)用領(lǐng)域替代MOSFET？
“目前有4類應(yīng)用占據(jù)了eGaN器件全球潛在應(yīng)用市場(chǎng)的一半，中國(guó)也置身其中：無(wú)線功率傳輸；LiDAR；包絡(luò)線跟蹤；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)線充電市場(chǎng)將達(dá)到100億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為42.6%。“高頻率(6.78MHz)已成為無(wú)線功率傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)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(yīng)用領(lǐng)域包括移動(dòng)電話、游戲、筆記本、平板電腦、醫(yī)用植入、電動(dòng)汽車等。”Lidow表示。
eGaN FET器件的轉(zhuǎn)換速率較功率MOSFET快10倍，這會(huì)為L(zhǎng)iDAR系統(tǒng)提供更高的分辨率（精度）和響應(yīng)速度。LiDAR的應(yīng)用包括視頻游戲的實(shí)時(shí)動(dòng)作識(shí)別，手勢(shì)識(shí)別以及全自動(dòng)駕駛汽車等。
在服務(wù)器和電信設(shè)備中，需要將48V電壓轉(zhuǎn)換為12V。eGaN FET器件具備體積小、高效的優(yōu)勢(shì)。“為了展示如何實(shí)現(xiàn)更高的功率密度、更低的成本和更佳的效率，EPC設(shè)計(jì)了一款全整流、隔離式1/8磚調(diào)壓器，輸出功率為500W時(shí)全載效率可達(dá)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(bǔ)充了eGaN器件的性能。
如何用好GaN器件？
為了簡(jiǎn)化對(duì)全新eGaN FET產(chǎn)品系列進(jìn)行評(píng)估，EPC也推出了兩款單價(jià)均為104.4美元的開發(fā)板，使得工程師可以容易對(duì)EPC2035及EPC2036在電路中的性能進(jìn)行評(píng)估。開發(fā)板采用半橋拓?fù)洳琫GaN FET、板載柵極驅(qū)動(dòng)器、電源及旁路電容等。
現(xiàn)在，功率系統(tǒng)工程師可以采用GaN器件設(shè)計(jì)出具備更低價(jià)格、更優(yōu)越開關(guān)速度及更小尺寸的最終產(chǎn)品。
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