(1) 氮化镓器件的介绍

Okay，那么接下来给大家介绍一下就是说 氮化镓的这个功率器件 在这个电源设计里面的一些应用 包括一些具体的那个数据、特点和分析对比 氮化镓现在应该说也是 比较热门的一个器件的应用 因为它本身的一些特点就是 开放速度快、Rdson 也非常小 那么对于 power 的应用来说 它有非常好的那个前景 也就是说我们可以用更高的工作频率 可以用更小的尺寸能做到同样的功率等级 或者说更大的这个输出 那么，接下来我会介绍一下 氮化镓这个具体的器件的特性 包括一些具体的应用 那么这里面有氮化镓的一些具体的数据 和那个碳化硅包括普通的 MOS 做一个对比 针对 DCDC 的 我们有具体的器件和相应的参考设计 可以提供给大家 包括一些对应的测试数据和波形 那么针对 AC 到 DC 的 那么 TI 有专门针对 ACDC 的 那个无桥的图腾柱 PFC 的设计 对于它一些具体的一些应用的特点 包括一些技术特性和一些参数做了对比 那么氮化镓作为一个新的器件 就是说，很多应用场合其实都是 非常希望用到这个新的器件 我们可以看到 对于针对现在你所看到的 一些 DCDC 的 ACDC 的 包括那个逆变器 包括我们传统的 ACDC 到 DCDC 的模块 从工业到这些家电包括那个功放 都是有非常优良的特性 或者说是非常好的应用前景 那么氮化镓它这个材料 对于传统的那个硅 包括碳化硅 它一些具体的特性参数有一个简单的对比 那么我们可以看到就是说作为几个主要的指标 一个是那个能带的宽度包括那个场击穿电压 饱和电子牵引力 包括主要的我们比较关心的就是说这个 Rdson 最终对应的那个输出结电容一些参数 那么从理论分析上来说 三个材料里面我们可以看到 硅、碳化硅包括氮化镓 它的特性应该说是最为理想或者说最合适的 那么当然就说 能够做到什么样的 performance 主要是取决于这个工艺 这个是一个大致的一个参数对比 那么这个对比的话 横轴我们可以看到是那个 Vds 或者说是一个击穿电压 那么这个纵轴是 Rdson 乘以 Qg 乘以这个电容 我们平常就是说从整个的这个器件分布来看 那么氮化镓的 performance 应该说是相对来说是最好的一个 那么从这个 Rdson 乘以 Qg 包括对应 Rdson 乘以 COSS 对比来看 我们也可以看到整个的氮化镓器件 那么对应的来说 它的特性比传统的那个 MOS 要好得多 这两个参数对应来说在我们的电路里面 就意味着我的那个开关频率可以选择更高 开往损耗 switching loss 可以做得更小 这个是它的一个结构对比 那么就说那个传统的 silicon 结构 和这个 GaN 这个结构来做一个简单对比 那么相应来说 传统的 MOS 它的那个输出的电容 包括那个 Qg 乘以 Rdson Coss 乘以 Ron 相对来说都会要大得多 那么我们的 GaN 的话在这方面不管是 Rdson 好 包括那个电容也好都会要小得多 意味着我们可以用更高的频率 更低的损耗来完成我们的设计 那么我们对现有的 就是 TI 最新的氮化镓器件就是 LMG5200 这个器件针对传统的这个 MOS 就是 TI 自己一个 MOS CSD19534 包括其它的一些对应的 MOS 做了一个对比 可以看到就说这个输入的那个电容 那么氮化镓是最低的 输出结电容也是氮化镓是最低的 那么反向恢复呢 基本上就是说作为氮化镓这个管子来说 你可以认为它没有反向恢复 当然就是说在实际的应用当中 我们可以看到有一点点的振荡过程 那么这个过程是因为这个器件 包括 PCB layout 上面的一些等效电容 所造成的那个中间一个过渡过程 那么没有这个反向恢复 或者说是更快的那个开关速度呢 基本上就意味着说我们的这个 switching loss 这个 VDS 和那个电流 ID 交界的面积非常小 那么 switching loss 非常小 就意味着就说我的那个器件的损耗和发热 都会大幅度的降低 在这个前提下我们可以把开关频率 包括我的功率密度都可以做得非常高