1: 与硅技术相比GaN技术有什么优势?
与硅或碳化硅相比,氮化镓(GaN)是一种具有更高电气性能的半导体产品。采用氮化镓的器件将具有更低的导通损耗(更低的Rds(on))和更高的频率响应性能。GaN还具有更高的击穿电压,而且随着击穿电压的升高,Rds(on)阻值增加幅度也没有硅或碳化硅那么大。所有这些属性意味着与相同性能的硅或碳化硅器件相比,GaN器件体积更小,而且成本也会很快变得更低。
2:GaN器件有何竞争优势?
已推出增强型(通常是在关闭状态)的功率GaN晶体管(eGaN: enhancement mode gallium nitride)。这些器件的性能就像功率MOSFET和IGBT一样,但在相同尺寸条件下具有更好的功率和频率特性,导通电阻Rds(on)的范围从4mΩ〜100mΩ。击穿电压范围可以从40V〜200V,并且还将于2011年12月推出击穿电压为400V和600V的产品。随着击穿电压的提高,这些优势将越来越明显。由于GaN不像MOSFET那样有寄生PN二极管,也没有功率MOSFET中存在的反向恢复问题,eGaN是利用多数载流子提供反向二极管特性,因此不会产生使用功率MOSFET时出现的反向恢复损耗。
3:eGaN产品的最佳应用是什么?
eGaN可以工作在很高的频率,因此可以应用于约1GHz以下的射频市场。EPC的eGaN器件可在具有相同额定值的功率MOSFET应用时使用。用于计算机和网络通信产品的DC/DC转换器、以太网供电(PoE)、D类音响和LED照明,我们eGaN即将面世的产品也将首先应用在这些领域。
4: 为什么说eGaN能够取代功率MOSFET和IGBT?
设计师在决定改用新技术之前需要考虑四个关键因素:一是新技术能否支持老技术无法支持的应用?二是新技术是否容易使用?三是新技术是否能够大幅降低最终产品成本?四是新技术是否绝对可靠?如果将EPC的eGaN产品用于最高性能的功率MOSFET应用领域,那么对这些问题的回答都将是“肯定的”。 eGaN的使用方式与MOSFET非常相似. EPC器件都是采用倒装工艺,为什么不采用像MOSFET那样的传统封装?
为了实现高质量的封装,需要做到:保护器件免受环境干扰、具有低的寄生参数、高效地散热。EPC器件已经在晶圆处理过程中做了封装,因此不需要额外封装就能保护器件不受环境干扰。与传统封装的晶体管相比,设计师可以充分发挥更小、具更低寄生电感和电阻EPC的eGaN器件。此外,我们的eGaN还是一种双面冷却型器件,允许从电路板上散发热量.
目前氮化镓功率管的代表企业有EPC(efficient power conversion)等.