GaN Systems易于驱动的GaN功率器件技术文档详解

这份文件是‌GaN Systems易于驱动的GaN功率器件技术介绍‌,主要介绍了GaN(氮化镓)功率器件的原理、特性及其相较于传统硅基器件的优势。

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*附件:GaN Systems易于驱动的GaN功率器件技术.pdf

以下是详细内容:

‌GaN器件原理‌: ‌增强型GaN器件‌:基于GaN增强型高电子迁移率晶体管(E-HEMT),利用AlGaN/GaN异质结中的二维电子气(2DEG)实现高电荷密度和迁移率。通过p型掺杂门极耗尽2DEG,实现常断型器件。‌工作原理‌:类似于MOSFET,但具有更优良的开关性能。‌GaN器件特性‌: ‌门极偏置等级‌:最大额定值为-20/+10V,典型门偏置值为0或-3/+5V,与硅MOSFET驱动芯片兼容。‌低驱动损耗‌:极低的栅极电荷(Qg),导致更低的驱动损耗和更快的开关速度。‌高跨导与低Vgs‌:仅需+5-6V栅极偏置电压即可接通元件,Vgs(th)典型值为1.5V。‌GaN与其他技术对比‌: ‌与D-mode GaN (Cascode)对比‌:D-mode技术开关速度不可控,结构复杂,存在可靠性问题,且难以扩展和并联。‌与GaN门极注入晶体管(GIT)对比‌:GIT门极特性复杂,电流型驱动,并联稳定性差,开关速度慢。‌GaN Systems E-mode HEMT优势‌:真正的增强型器件,无附加结构,最佳品质因数(FOM),无反向恢复损耗,易并联。‌GaN器件性能优势‌: ‌FOM优势‌:相比Si和SiC MOSFETs,GaN器件具有极优的FOM(Rds(on)*Qg)。‌反向导通特性‌:无体二极管,但2DEG可在第三象限内传导,无需反向并联二极管。‌零反向恢复损耗‌:可降低开关损耗和EMI噪声。‌开关过程与损耗‌: ‌更快的开关过程‌:与同等Rds(on)的SiC MOSFET相比,GaN的开通速度快约4倍,关断速度快约2倍。‌开关损耗低‌:GaN HEMT的开关损耗远低于同等Rds(on)的650V SiC MOSFET。‌设计资源与工具‌: ‌设计中心‌:提供大量技术文档,易于查找和使用。‌应用手册‌:涵盖Layout、驱动设计、器件并联、热设计、仿真和焊接等方面。‌在线仿真工具‌:基于PLECS的在线仿真,涵盖所有GaN器件模型,提供八种常用拓扑。‌评估板与快速评估工具‌: ‌650V test kit‌:用于快速评估GaN器件特性。‌多种评估板‌:包括音频放大器、SMPS评估板、无线功率放大器、PD QR & ACF充电器等,满足不同应用需求。总结:该文件详细介绍了GaN Systems易于驱动的GaN功率器件的技术原理、特性、优势以及设计资源和评估工具。通过与传统硅基器件的对比,突出了GaN器件在开关速度、损耗、反向恢复等方面的显著优势,为开发者提供了全面的技术参考和设计支持。