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氮化鎵功率管(eGaN FET)將會把電源效率,頻率 帶到一個新的高度

  1: 與硅技術相比GaN技術有什么優勢?
 與硅或碳化硅相比,氮化鎵(GaN)是一種具有更高電氣性能的半導體產品。采用氮化鎵的器件將具有更低的導通損耗(更低的Rds(on))和更高的頻率響應性能。GaN還具有更高的擊穿電壓,而且隨著擊穿電壓的升高,Rds(on)阻值增加幅度也沒有硅或碳化硅那么大。所有這些屬性意味著與相同性能的硅或碳化硅器件相比,GaN器件體積更小,而且成本也會很快變得更低。

   2:GaN器件有何競爭優勢?
       已推出增強型(通常是在關閉狀態)的功率GaN晶體管(eGaN: enhancement mode gallium nitride)。這些器件的性能就像功率MOSFET和IGBT一樣,但在相同尺寸條件下具有更好的功率和頻率特性,導通電阻Rds(on)的范圍從4mΩ?100mΩ。擊穿電壓范圍可以從40V?200V,并且還將于2011年12月推出擊穿電壓為400V和600V的產品。隨著擊穿電壓的提高,這些優勢將越來越明顯。由于GaN不像MOSFET那樣有寄生PN二極管,也沒有功率MOSFET中存在的反向恢復問題,eGaN是利用多數載流子提供反向二極管特性,因此不會產生使用功率MOSFET時出現的反向恢復損耗。

   3:eGaN產品的最佳應用是什么?
eGaN可以工作在很高的頻率,因此可以應用于約1GHz以下的射頻市場。EPC的eGaN器件可在具有相同額定值的功率MOSFET應用時使用。用于計算機和網絡通信產品的DC/DC轉換器、以太網供電(PoE)、D類音響和LED照明,我們eGaN即將面世的產品也將首先應用在這些領域。

  4: 為什么說eGaN能夠取代功率MOSFET和IGBT?
 設計師在決定改用新技術之前需要考慮四個關鍵因素:一是新技術能否支持老技術無法支持的應用?二是新技術是否容易使用?三是新技術是否能夠大幅降低最終產品成本?四是新技術是否絕對可靠?如果將EPC的eGaN產品用于最高性能的功率MOSFET應用領域,那么對這些問題的回答都將是“肯定的”。 eGaN的使用方式與MOSFET非常相似. EPC器件都是采用倒裝工藝,為什么不采用像MOSFET那樣的傳統封裝?
 為了實現高質量的封裝,需要做到:保護器件免受環境干擾、具有低的寄生參數、高效地散熱。EPC器件已經在晶圓處理過程中做了封裝,因此不需要額外封裝就能保護器件不受環境干擾。與傳統封裝的晶體管相比,設計師可以充分發揮更小、具更低寄生電感和電阻EPC的eGaN器件。此外,我們的eGaN還是一種雙面冷卻型器件,允許從電路板上散發熱量.

目前氮化鎵功率管的代表企業有EPC(efficient power conversion)等.

 

  

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wlonglu
LV.3
2
2011-06-23 14:53
迷芒中先坐下
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2011-06-23 15:03
@wlonglu
迷芒中先坐下[圖片]

 

從上圖可以看出,氮化鎵功率管在理論上比硅MOS,SiC有非常大的優勢。

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2011-06-23 15:13
@chenyl1980
[圖片] 從上圖可以看出,氮化鎵功率管在理論上比硅MOS,SiC有非常大的優勢。

開關管的損耗主要由:開關損耗和導通損耗組成,開關損耗由開關管的Qg決定,導通損耗由Rdson決定,所以Qg*Rdson的大小決定的功率管的損耗大小,Qg*Rdson越小越好,請看下圖現在氮化鎵的優勢: 

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2011-06-23 15:18
@chenyl1980
開關管的損耗主要由:開關損耗和導通損耗組成,開關損耗由開關管的Qg決定,導通損耗由Rdson決定,所以Qg*Rdson的大小決定的功率管的損耗大小,Qg*Rdson越小越好,請看下圖現在氮化鎵的優勢:[圖片] 
48V輸入,1.2V輸出(看看氮化鎵比目前市場上最好的Si MOSFET的優勢) 
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2011-06-23 15:24
@chenyl1980
48V輸入,1.2V輸出(看看氮化鎵比目前市場上最好的SiMOSFET的優勢)[圖片] 
 用氮化鎵功率管設計的高功率密度的1/8磚轉換器
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2011-06-23 15:29
@chenyl1980
[圖片] 用氮化鎵功率管設計的高功率密度的1/8磚轉換器
用100V的氮化鎵開發測試12V:input, output:3.3V( operation frequency:350kHz,500kHZ,1MHz)的效率曲線圖 
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2011-06-23 15:48
@chenyl1980
用100V的氮化鎵開發測試12V:input,output:3.3V(operationfrequency:350kHz,500kHZ,1MHz)的效率曲線圖[圖片] 

 

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2011-06-23 16:37
@chenyl1980
[圖片] 用氮化鎵功率管設計的高功率密度的1/8磚轉換器
從圖片和上面的介紹來看,做高密度電源確實有很大的優勢哦!
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chenyl1980
LV.3
10
2011-06-24 11:25
@xiangmifan
從圖片和上面的介紹來看,做高密度電源確實有很大的優勢哦!

GaN現在還才剛剛開始,以后的優勢更大,聽說現在用Si(硅襯底干GaN)做得最好的就是EPC,

www.epc-co.com. 聽說這家的氮化鎵管子(GaN)用一顆1206貼片電阻大小管子能做到幾十安培,相比Si MOS其功率密度得到非常大的提高。

做為一個工程師非常期待氮化鎵(GaN)時代的到來

 

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998lllll
LV.8
11
2011-06-24 12:29
@chenyl1980
GaN現在還才剛剛開始,以后的優勢更大,聽說現在用Si(硅襯底干GaN)做得最好的就是EPC,www.epc-co.com.聽說這家的氮化鎵管子(GaN)用一顆1206貼片電阻大小管子能做到幾十安培,相比SiMOS其功率密度得到非常大的提高。做為一個工程師非常期待氮化鎵(GaN)時代的到來 
非常期待
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chenyl1980
LV.3
12
2011-06-24 13:46
@998lllll
非常期待

 發一張氮化鎵(GaN)管子的結構圖片欣賞下:是在Si 襯底上做氮化鎵(GaN),這樣的氮化鎵(GaN)管子成本和Si MOS差不多,但性能就好了非常多。

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zvszcs
LV.12
13
2011-06-24 15:13
@chenyl1980
[圖片] 發一張氮化鎵(GaN)管子的結構圖片欣賞下:是在Si襯底上做氮化鎵(GaN),這樣的氮化鎵(GaN)管子成本和SiMOS差不多,但性能就好了非常多。

好期待哦,就怕你價格下不來

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wlonglu
LV.3
14
2011-06-24 23:08

兄臺:

有管子的價錢同知料沒有傳一份看看:HNLONG126@126.COM

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chenyl1980
LV.3
15
2011-06-25 17:13
@wlonglu
兄臺:有管子的價錢同知料沒有傳一份看看:HNLONG126@126.COM
好的。
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翔飛夢
LV.4
16
2011-06-28 16:56
@chenyl1980
好的。

不錯,有吸引力

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chenyl1980
LV.3
17
2011-06-28 17:14
@翔飛夢
不錯,有吸引力
 
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misterxie
LV.1
18
2011-06-28 17:27
@chenyl1980
[圖片] 
關注
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xiangmifan
LV.2
19
2011-07-04 14:06
@chenyl1980
GaN現在還才剛剛開始,以后的優勢更大,聽說現在用Si(硅襯底干GaN)做得最好的就是EPC,www.epc-co.com.聽說這家的氮化鎵管子(GaN)用一顆1206貼片電阻大小管子能做到幾十安培,相比SiMOS其功率密度得到非常大的提高。做為一個工程師非常期待氮化鎵(GaN)時代的到來 

您好!我有到您提供的網站了解了一下貴司相關產品。不過感覺驅動電壓是不是太低了點呢怎么才5V?還有目前市面上能找到相匹配的驅動IC嗎?

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chenyl1980
LV.3
20
2011-07-05 20:51
@xiangmifan
您好!我有到您提供的網站了解了一下貴司相關產品。不過感覺驅動電壓是不是太低了點呢怎么才5V?還有目前市面上能找到相匹配的驅動IC嗎?

驅動電壓為5V, 其驅動損耗會更小,是功率管以后的一個發展趨勢,目前有NS的LM5113跟EPC的eGaN相匹配。

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230zhoucang
LV.1
21
2011-07-05 21:02
@misterxie
關注

很期待,高壓部分的產品 這樣在做高效率,小體積的 電源,優勢非常大。

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samuel21zj
LV.4
22
2011-07-14 22:05
@230zhoucang
很期待,高壓部分的產品這樣在做高效率,小體積的電源,優勢非常大。

現在相比同規格的SI管價格相差幾倍啊?期待啊!

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zvszcs
LV.12
23
2011-07-15 07:51
@samuel21zj
現在相比同規格的SI管價格相差幾倍啊?期待啊!

估計5倍,

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2011-07-15 08:58
@chenyl1980
[圖片] 

不知什麼時候Vgs可以改成12V,不然現行的IC都無法直接配合。

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chenyl1980
LV.3
25
2011-07-15 17:47
@samuel21zj
現在相比同規格的SI管價格相差幾倍啊?期待啊!

22樓的,暫時價格比SI稍微貴一些,但從長期來看,比SI 還要更便宜,請看以下EPC公司的價格分析圖:

 

如果對氮化鎵功率管感興趣可以聯系:larry.chen@epc-co.com

 

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chenyl1980
LV.3
26
2011-07-15 17:49
@zvszcs
估計5倍,[圖片]
比現在的SI MOS貴一點點,呵呵。
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chenyl1980
LV.3
27
2011-07-15 17:58
@peterchen0721
不知什麼時候Vgs可以改成12V,不然現行的IC都無法直接配合。

用5V驅動,驅動損耗更小,更加適合高頻,降低Vgs電壓已經是功率管的一個發展趨勢,上個月6月20號NS(NATIONAL SEMICONDUCTOR)在上海PCIM時已經正式推出了5V驅氮化鎵功率管驅動IC LM5113.接下來還會有更多的跟氮化鎵相配合的IC推出。

 

 

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zvszcs
LV.12
28
2011-07-15 20:54
@chenyl1980
用5V驅動,驅動損耗更小,更加適合高頻,降低Vgs電壓已經是功率管的一個發展趨勢,上個月6月20號NS(NATIONALSEMICONDUCTOR)在上海PCIM時已經正式推出了5V驅氮化鎵功率管驅動ICLM5113.接下來還會有更多的跟氮化鎵相配合的IC推出。[圖片]  
報個價看看,大家看看
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samuel21zj
LV.4
29
2011-07-15 22:17
@chenyl1980
22樓的,暫時價格比SI稍微貴一些,但從長期來看,比SI還要更便宜,請看以下EPC公司的價格分析圖:[圖片] 如果對氮化鎵功率管感興趣可以聯系:larry.chen@epc-co.com 

恩,期待早日做到比SI低啊,呵呵

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chenyl1980
LV.3
30
2011-07-16 09:10
@zvszcs
報個價看看,大家看看

Hello,28樓的,只要你有高效率,小體積的項目,價格不是問題,你可以到www.epc-co.com看看具體需要的管子型號, 發郵件到:larry.chen@epc-co.com,可以安排工程師和SALES來和你一起溝通。

 

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zvszcs
LV.12
31
2011-07-16 10:11
@chenyl1980
Hello,28樓的,只要你有高效率,小體積的項目,價格不是問題,你可以到www.epc-co.com看看具體需要的管子型號,發郵件到:larry.chen@epc-co.com,可以安排工程師和SALES來和你一起溝通。 
我們是要上這個項目,DC-DC,我已經在和ON溝通了
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