加賀富儀艾電子旗下代理品牌Transphorm是一家致力于設(shè)計(jì)、制造和銷售用于高壓電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用的高性能、高可靠性的氮化鎵（GaN）半導(dǎo)體功率器件的公司。寬泛的產(chǎn)品使用范圍，使得Transphorm積累了不少使用者的提問及反饋，這里我們就分享一個(gè)“關(guān)于增強(qiáng)型器件和雙芯片式常關(guān)型GaN FET”的問題，供大家在產(chǎn)品使用中參考~

    問

    增強(qiáng)型器件優(yōu)于雙芯片式常關(guān)型GaN FET嗎？

    ZJ解答：目前，高壓GaN功率轉(zhuǎn)換有兩種器件可選——增強(qiáng)型和雙芯片式常關(guān)型GaN FET(下圖)。業(yè)內(nèi)存在一種誤解，認(rèn)為設(shè)計(jì)中只有增強(qiáng)型器件可行、實(shí)用。這一誤解導(dǎo)致人們?cè)跒樘囟óa(chǎn)品選擇合適的功率器件時(shí)感到困惑。

    雙芯片式常關(guān)型GaN FET與增強(qiáng)型GaN器件的物理結(jié)構(gòu)

    實(shí)際上，終端產(chǎn)品制造商需要評(píng)估的是不同類型如何去發(fā)揮GaN技術(shù)所能帶來(lái)的綜合價(jià)值優(yōu)勢(shì)。電力系統(tǒng)中使用寬禁帶半導(dǎo)體材料氮化鎵，需要綜合考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否能發(fā)揮出GaN器件的四大固有的價(jià)值優(yōu)勢(shì)，即：

    更快的開關(guān)速度

    更高的功率密度

    更好的熱性能

    用較低的整體系統(tǒng)成本實(shí)現(xiàn)更高功耗效率

    氮化鎵一個(gè)已知的優(yōu)點(diǎn)是它的開關(guān)速度比傳統(tǒng)硅器件快，同時(shí)，它還可以幫助消除一個(gè)產(chǎn)生損耗的組件。特別對(duì)一種無(wú)橋式圖騰柱功率因數(shù)校正配置的橋式整流器，這種優(yōu)勢(shì)更為明顯。這通常會(huì)帶來(lái)更高的效率，從而實(shí)現(xiàn)更小的系統(tǒng)尺寸，并降低總體系統(tǒng)成本。

    增強(qiáng)型GaN確實(shí)是一種單芯片式常關(guān)型器件。但是，為了讓增強(qiáng)型GaN晶體管在所有工作模式下都正常工作，需要很多無(wú)源組件的支持，有時(shí)還需要有源器件(如MOSFET)。

    驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)型器件需要額外的柵極電路、保護(hù)和啟動(dòng)電路，將增加出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)，這與它被公認(rèn)的簡(jiǎn)單性背道而馳。

    相較之下，雙芯片式常關(guān)型GaN FET則沒有這樣的要求。它需要的外部組件數(shù)量很少，并且可以配合現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)器使用，從而將復(fù)雜性和相關(guān)成本降到ZD。

    還有一點(diǎn)需要注意，現(xiàn)在的很多增強(qiáng)型器件只有表面貼裝這一種類型的封裝。

    當(dāng)然，這些封裝都可以找到相應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合。但是，隨著功率等級(jí)的提高，這將帶來(lái)新的設(shè)計(jì)和散熱問題，因?yàn)榇蠊β蕬?yīng)用中需要并聯(lián)使用多個(gè)增強(qiáng)型器件，從而增加器件和印刷電路板[PCB]實(shí)體的成本。

    在評(píng)定供電設(shè)備的大批量可制造性時(shí)，增強(qiáng)型器件的封裝問題有時(shí)會(huì)造成一些麻煩，這一點(diǎn)在決定要使用的GaN器件的類型時(shí)應(yīng)該予以考慮。雙芯片式常關(guān)型GaN FET器件還可以設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)3引腳形式的TO-XXX封裝或表面貼裝封裝形式(用于低功率和高板級(jí)組裝密度應(yīng)用)。

    TO-XXX封裝在元器件市場(chǎng)眾所周知，已經(jīng)使用了數(shù)十年之久。它易于安裝，散熱方便，而且單個(gè)器件便可以應(yīng)用在高達(dá)數(shù)千瓦等級(jí)的應(yīng)用中。