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华体会体育app官方下载_GaNFET与硅FET的比较
发布时间:2022-05-20 00:14
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本文摘要:功率GaN领先于RFGaN的主要原因在于必须花上时间继续执行数个供货商所用于的成本削减策略。最著名的就是转用6英寸的硅基板,以及更加低成本的塑料PCB。 对于电源设计人员来说,解读GaN有可能带给的性能提高,以及某些不会随时间影响到最后产品性能的发育机制很最重要。 牵头电子设备工程委员会(JEDEC)针对硅器件的证书标准经证明是产品使用寿命的很好预测指标,不过目前还没针对GaN的同等标准。

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功率GaN领先于RFGaN的主要原因在于必须花上时间继续执行数个供货商所用于的成本削减策略。最著名的就是转用6英寸的硅基板,以及更加低成本的塑料PCB。

对于电源设计人员来说,解读GaN有可能带给的性能提高,以及某些不会随时间影响到最后产品性能的发育机制很最重要。  牵头电子设备工程委员会(JEDEC)针对硅器件的证书标准经证明是产品使用寿命的很好预测指标,不过目前还没针对GaN的同等标准。

要用于全新的技术来减低风险,较为慎重的作法是看一看特定的用例,以及新技术在应用于方面的环境容许,并且创建需要针对环境变化展开形变测试和监控的原型机。对于大量原型机的动态监控不会明确提出一些有意思的挑战,特别是在GaN器件电压相似1000V,并且dv/dts小于200V/ns时更是如此。  一个常常用来确认功率FET否需要符合目标应用于拒绝的图表是安全性工作区域(SOA)曲线。

图1中表明了一个示例。图1:GaNFETSOA曲线示例,此时Rds-On=毫欧  软电源设计  功率GaNFET被用在软电源和数MHz的谐振设计中。上面展出的零电压(ZVS)或者零电流(ZCS)流形为数千瓦。

SOA曲线的形变仅次于的区域是右上角的电压和电流最低的区域。在这个软电源区域内运营一个功率GaNFET不会造成由数个机制而导致的形变减少。最更容易解读的就是热应力。例如,在用于一个电感电源测试电路时,有可能使器件从重开时的电流完全为零、吸取电压为几百叱,转换到接上时的电流完全瞬时超过10A。

  器件上的电压除以流经的电流可以取得瞬时功率力学系统,对于这个示例来说,在切换中期可以超过500W以上。对于尺寸为5mmx2mm的典型功率GaN器件,这个值可以超过每mm250W。所以用户也就需要对SOA曲线表明的这个区域只反对较短脉冲这一点而深感吃惊了。由于器件的热限值和PCB的原因,SOA曲线的右上部被看作是一个脉长的函数。

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由于曲线中所闻的热时间常数,更加较短的脉冲不会造成较少的风扇。增强型PCB技术可被用来将结至环境的热阻从约15C/W增大到1.2C/W。由于增加了器件风扇,这一方法可以不断扩大SOA。

  SOA曲线  TI有一个系列的标准占到板面积的功率MOSFET、DualCool?和NexFETs?。这些MOSFET通过它们PCB顶部和底部风扇,并且需要获取比传统占到板面积PCB低50%的电流。

这使得设计人员需要灵活性地用于更高电流,而又需要减少终端设备尺寸。与硅FET比起,GaNFET的一个极大优势就是可以构建的很短开关时间。此外,增加的电容值和可以忽略不计的Qrr使得开关损耗较低很多。

在器件电源时,电压除以电流扣除值的整数部分是器件必需消耗的功率。更加较低的损耗意味著更加较低的器件温度和更大的SOA。  SOA曲线所圈出有的另外一个最重要区域受到Rds-On的容许。在这个区域内,器件上的电压就是流经器件的电流除以导通电阻。

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在图1右图的SOA曲线示例中,Rds-On为100毫欧。硅MOSFET的温度各不相同它们的Rds-On,这一点众所周知。在器件温度从25oC增高至约100oC时,它们的Rds-On完全不会加倍。

  动态Rds-On  GaNFET具备一个简单的Rds-On,它是温度,以及电压和时间的函数。GaNFET的Rds-On对电压和时间的函数依赖性被称作动态Rds-On。为了预测一个GaN器件针对目标用于的运营方式,很有适当监控这些动态Rds-On所带给的影响。

与SOA曲线的温度引进形变互为类似于,电感软电源形变电路较为适合于监控Rds-On。这是因为很多潜在的器件发育是与高频电源和电场涉及的。  图2是一个非常简单开关电路,这个电路中得出了一种在SOA右上象限内构建循环电流,并对器件产生形变的方法。

图2:电感软电源测试电路  宽带隙  GaN是一种宽带隙材料,与硅材料的1.。


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