功率MOSFET的替代技术eGaN FET步入商用阶段

上网时间: 2012年02月28日? 作者:陈路? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:eGaN FET? 功率MOSFET? 宜普电源?

今天中低功率开关电源大量采用的MOSFET元件有可能在未来的十年内逐渐丢失它的市场份额,因为它的替代技术eGaN FET元件已经在商用市场上出现。虽然eGaN FET元件价格目前因应用批量小和外延工艺成本高等原因还比较昂贵,但它可提供很多功率MOSFET元件所无法提供的优异性能,而且价格也有望随着应用批量的增加和工艺技术的进步而逐渐下降到一个有竞争力的水平。

eGaN FET两个最大的性能优势是可提供比MOSFET更高的效率和小得多的外形尺寸(通常D-PAK封装的MOSFET尺寸为65平方毫米,而采用超小型LGA封装的eGaN FET面积只有5.76平方毫米,缩小十几倍之多)。

其它的性能优势包括:可很容易地与栅极驱动器集成、更高的功率密度、开关频率可提高4倍(这可导致输出端的电感和电容成本降低75%之多)、更快的瞬态响应。今天eGaN FET的最高开关频率已可提高到1GHz。

由于价格还略显昂贵,因此今天eGaN FET的商业应用主要集中到一些高端应用,包括:以太网供电、无线电源传送、RF包络跟踪、RF传送、光伏微逆变器、LED照明、D类音频功放、笔记本电脑供电、网络及服务器供电、通信电源、RF电源。

eGaN FET非常容易使用,它在使用时基本上与MOSFET是一样的,除了以下三点:

1)高频开关性能使得eGaN FET电路对版图设计十分敏感;

2)Vg更低,只有6V,因此在栅极驱动电路中调整Vgs是十分明智的;

3)超小型LGA增加了PCB上的热量集中度。

今天eGaN FET成本之所以比MOSFET高的原因是因为外延生长的工艺成本较高,其它(如初始材料、晶圆制造工艺、测试和组装)都与MOSFET相同或更低。

宜普电源转换有限公司(EPC)CEO Alex Lidow指出:“到2015年,eGaN FET的成本就会比MOSFET更低。”

eGaN FET不仅非常可靠,而且导通电阻也很低,目前200V eGaN FET的最大导通电阻只有25毫欧,400-600V eGaN FET的最大导通电阻也只有200毫欧,且尺寸仅为5x6mm(PQFN封装)。

Alex Lidow说:“今年我们还将开发800-1200V eGaN FET,其尺寸仍将保持5x6mm,导通电阻略有提高,800V元件为250毫欧,1200V元件为400毫欧。”

总而言之,eGaN FET易于使用,但与功率MOSFET相比,要注意其高开关速度这个特性。其次,eGaN FET未来可以更低的成本和更高效率替代功率MOSFET。最后,更高压的eGaN FET器件、以及模拟电路与电源电路的集成将进一步增加eGaN FET的性能,及实现更低的成本。

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