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1、GaN FET概念
GaN FET,全称为Gallium Nitride Field-Effect Transistor(氮化镓场效应晶体管),是一种采用氮化镓(Gallium Nitride, GaN)材料制作的新型功率半导体器件。相较于传统的硅基MOSFET或IGBT等功率开关器件,GaN FET具有以下显著优势:高频性能优异:氮化镓材料拥有更高的电子迁移率和饱和漂移速度,因此GaN FET在高频应用中的表现更佳,能够实现更高的工作频率,有助于缩小系统尺寸、降低电感和电容等无源元件的体积。低导通电阻:GaN FET的导通电阻(Rds(on))远低于同等规格的硅基器件,这有助于减少传导损耗,提高能效,特别适合于高效率电源转换器、逆变器等领域。更快的开关速度:由于其极小的输出电荷和输入电荷,GaN FET具有非常快的开关速度,从而降低了开关损耗,尤其是在高频开关操作中,能够显著提升系统的整体效率。耐高压能力:虽然GaN器件起步时主要应用于低压领域,但随着技术的发展,现在已有适用于更高电压等级的GaN器件出现,它们能在较高的电压下保持良好的性能。热稳定性强:氮化镓材料具有很高的禁带宽度,这意味着GaN FET在高温环境下仍能保持稳定的工作状态,有利于简化散热设计并提高可靠性。正因为这些优势,GaN FET在电动汽车充电设备、数据中心服务器电源、太阳能逆变器、无线充电以及军事和航空航天等领域的高功率密度和高效率电力转换应用中得到了广泛的关注和使用。
2、GaN FET优势
由于结构差异, GaN FET 具有 一些主要优势。 GaN FET 具有横向结构, 有助于实现 低栅极电容、 栅极电荷、输出 电荷和输出电容。 这可以实现 更高的开关速度, 同时减少栅极 驱动损耗和开关损耗。 GaN FET 还具有低 RDSON, 可帮助减少传导损耗。 另一个优势是 GaN FET 具有零反向恢复电荷, 因此无反向 恢复损耗, 并有助于减少 开关节点上的振铃, 降低电磁干扰。 这里列举了一些 其他 GaN 优势。 GaN FET 具有 低阈值电压, 这是由于其横向 结构、低 CGD、 及其阈值和 温度之间近乎 平坦的关系所致。 低阈值电压意味着 低功率耗散,从而实现 更高效的开关。 另一个好处是, 一旦达到栅极阈值电压, 栅极下方将有足够的电子 形成导电通道。 这消除了参与传导的 少数载流子, 可帮助确保 无反向恢复损耗。
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