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：

1. ?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。
2. ?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。
3. ?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。
4. ?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。
5. ?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。
6. ?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。
7. ?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。