【经验】驱动高性能激光雷达为何要选择氮化镓？

时间： 2019-02-25 来源：世强

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激光雷达（Lidar）使用镭射脉冲快速制成三维图像或为周围环境制作电子地图，其传统应用包括绘制地图、地质测量、气象学及探索自然资源等应用。传统激光雷达驱动采用MOSFET器件，相比于MOSFET器件，氮化镓的开关速度快十倍，使得激光雷达系统具备超高分辨率，更快速响应时间及更高准确性等优势，两者实际应用对比如图1所示。因此也使得激光雷达出现在更多应用领域，包括支持电玩的实时动作侦测功能、以手势驱动指令的计算机及自动驾驶汽车等应用。本文以EPC的氮化镓开发板EPC9126为例分析驱动高性能激光雷达为何要选择氮化镓。

图1 基于MOSFET和氮化镓器件的激光雷达应用对比图

如图2所示，是激光雷达在汽车驾驶上的应用，从反射回来的波形我们可以看出，脉冲周期越小，距离分辨率越高。这也就意味着激光雷达驱动的开关速度需要更快。

图2不同的开关速度对应的距离分辨率示意图

激光雷达驱动选择氮化镓的应用优势主要体现在以下几个方面：

一、更快的开关速度—更准确及更小的脉冲；

二、更高效率—更高脉冲重复频率（PPR）；

三、更小尺寸—更高功率密度、更低电感、并与镭射二极管集成；

四、芯片封装—寄生电感小，适合高频应用；

五、电流大—满足大功率激光脉冲要求；

综上所述，选择氮化镓驱动激光雷达，可以产生周期最短，能量最强的激光脉冲；

基于以上几点，EPC推出了大电流脉冲激光雷达驱动开发板EPC9126，主要用于驱动激光二极管，驱动电流高达75A，其脉宽可以低至5ns，其原理框图如图3所示，通过Input的驱动输入高频驱动波形（脉宽8ns，频率3GHz）控制Q1高速开关，将储存在电容C11\C12\C13\C14\C15的能量通过激光二极管D3和氮化镓晶体光Q1瞬间释放出来，产生周期短，能量强的激光脉冲。

图3 EPC9126开发板电气原理框图

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闲云 Lv7. 资深专家 2019-08-08

学习了
志成 Lv7. 资深专家 2019-02-25

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好运常伴吾 Lv8. 研究员 2019-02-25

很好学习了

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目录- eGaN FETs and ICs eGaN® Integrated Circuits Half-Bridge Development Boards DrGaN DC-DC Conversion Lidar/Motor Drive AC/DC Conversion

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2059,EPC2216,EPC2215,EPC2218,EPC2016C,EPC2050,EPC2052,EPC2051,EPC2054,EPC2053,EPC2055,EPC9086,EPC2218A,EPC90153,EPC9087,EPC90154,EPC2069,EPC2102,EPC2101,EPC2104,EPC2103,EPC2106,EPC2105,EPC2107,EPC9018,EPC2065,EPC90151,EPC21702,EPC90152,EPC2067,EPC2100,EPC2221,EPC21701,EPC2066,EPC90150,EPC90145,EPC9097,EPC90142,EPC9098,EPC90143,EPC9099,EPC90148,EPC9092,EPC90149,EPC90146,EPC9094,EPC90147,EPC2219,EPC9091,EPC2619,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2037,EPC2014C,EPC2039,EPC9507,EPC2030,EPC2032,EPC9067,EPC2031,EPC9068,EPC2152,EPC2033,EPC9063,EPC9186,EPC8010,EPC9066,EPC9180,EPC2204A,EPC9181,EPC9061,EPC2308,EPC2307,EPC9005C,UP1966E,EPC2203,EPC9004C,EPC2202,EPC2204,EPC2015C,EPC2207,EPC2206,EPC2040,EPC2045,EPC2044,EPC9194,EPC2012C,EPC2019,EPC9049,EPC9203,EPC9204,EPC9205,EPC2252,EPC9166,EPC9167,EPC9047,EPC9201,EPC9041,EPC9162,EPC9163,EPC9165,EPC7020,EPC9160,EPC9040,EPC90133/,EPC2024,EPC2302,EPC8009,EPC2001C,EPC2029,EPC2304,EPC2306,EPC2305,EPC8002,EPC2021,EPC9177,EPC2020,EPC9057,EPC9167HC,EPC2023,EPC9058,EPC9179,EPC2022,EPC8004,EPC9059,EPC9173,EPC9174,EPC9055,EPC9176,EPC9170,EPC9050,EPC9171,EPC9172,EPC2010C,EPC2034C,EPC7007,EPC7002,EPC9148,EPC2071,EPC7001,EPC23101,EPC23102,EPC23103,EPC90140,EPC9144,EPC23104,EPC2111,EPC7004,EPC2110,EPC7003,EPC90133,EPC90132,EPC9022,EPC9143,EPC90137,EPC90138,EPC90135,EPC90139,EPC7019,EPC7018,EPC9038,EPC9159,EPC2007C,EPC9039,EPC21603,EPC9156,EPC9036,EPC9157,EPC2088,EPC7014,EPC9037,EPC21601,EPC9158,EPC90122,EPC9151,EPC90123,EPC9031,EPC90120,EPC9153,EPC90121,EPC9033,EPC9154,EPC90124,EPC9150,EPC90128

2024/1/3 - EPC - 选型指南代理服务技术支持批量订货

面向雷射雷達的eGaN®FET — 發揮雷射驅動器EPC9126的最大功效應用筆記

描述- 本文主要介绍了面向激光雷达应用的eGaN®FET技术，特别是EPC9126激光驱动器的性能优化。文章详细阐述了激光雷达的基本原理、激光和脉冲的要求，以及eGaN®FET在激光雷达驱动器中的应用优势。同时，文章还提供了EPC9126和EPC9126HC激光二极管驱动器的设计指南，包括共振电容放电激光驱动器的原理图、主要波形、设计公式和实验结果。此外，文章还讨论了使用EPC9126的技巧和注意事项，以及如何通过优化设计来提高激光雷达的性能。

型号- EPC9126HC,EPC2212,EPC2001C,EPC9126XX系列,EPC2016C,EPC9126,EPC9126XX

2022/12/16 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

GaN Transistor for Several Power Applications

GaN transistors are significantly faster and smaller than silicon MOSFETs. The performance of GaN shows that efficiency and performance have improved significantly, leading to several new applications that were not possible with silicon technology. eGaN® FETs, from EPC, are supplied in a low inductance, low resistance, small and low-cost LGA or BGA packages. In addition, they offer designers the best in class compared to MOSFETs in both hard switching and soft-switching applications.

2020-05-17 - 应用方案代理服务技术支持批量订货

适用于无人机的镓氮®场效应晶体管和集成电路应用简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC2215,EPC2019,EPC9126,EPC2052,EPC2051,EPC2053,EPC2055,EPC90153,EPC9040,EPC2102,EPC2101,EPC2104,EPC2302,EPC2001C,EPC2103,EPC2106,EPC2304,EPC2105,EPC2306,EPC2021,EPC90151,EPC9057,EPC90152,EPC21702,EPC9014,EPC21701,EPC2022,EPC90150,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9055,EPC9099,EPC9092,EPC9093,EPC90146,EPC90147,EPC9172,EPC9091,EPC9006C,EPC2619,EPC2034C,EPC2014C,EPC2039,EPC2071,EPC23101,EPC23102,EPC23103,EPC9144,EPC90140,EPC23104,EPC2152,EPC9146,EPC9126HC,EPC90132,EPC2307,EPC9005C,EPC2203,EPC2204,EPC2207,EPC9038,EPC2007C,EPC9039,EPC2040,EPC9034,EPC9078,EPC9156,EPC21603,EPC9035,EPC2045,EPC21601,EPC2088,EPC9037,EPC9151,EPC90123,EPC90120,EPC9154,EPC90124,EPC9150

2023/11/29 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货查看更多版本

适用于无人机的镓氮®场效应晶体管和集成电路应用简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC2215,EPC2019,EPC9126,EPC2052,EPC2051,EPC2053,EPC2055,EPC9040,EPC2102,EPC2101,EPC2104,EPC2302,EPC2001C,EPC2103,EPC2106,EPC2304,EPC2105,EPC2306,EPC2021,EPC9057,EPC9014,EPC21701,EPC2022,EPC90150,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9055,EPC9099,EPC9092,EPC9093,EPC90146,EPC90147,EPC9172,EPC9091,EPC9006C,EPC2034C,EPC2014C,EPC2039,EPC2071,EPC23101,EPC23102,EPC9144,EPC90140,EPC2152,EPC9146,EPC9126HC,EPC90132,EPC2307,EPC9005C,EPC2203,EPC2204,EPC2207,EPC9038,EPC2007C,EPC9039,EPC2040,EPC9034,EPC9078,EPC9156,EPC21603,EPC9035,EPC2045,EPC21601,EPC2088,EPC9037,EPC9151,EPC90123,EPC90120,EPC9154,EPC90124,EPC9150

2023/1/10 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

适用于无人机的镓氮®场效应晶体管和集成电路应用简介

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2022/12/13 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

适用于无人机的镓氮®场效应晶体管和集成电路应用简介

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2022/8/10 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

适用于无人机的镓氮®场效应晶体管和集成电路应用简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC2215,EPC2218,EPC2019,EPC9126,EPC2052,EPC2051,EPC2053,EPC2055,EPC9040,EPC2102,EPC2101,EPC2104,EPC2302,EPC2001C,EPC2103,EPC2106,EPC2105,EPC2021,EPC9057,EPC9014,EPC2022,EPC9097,EPC90142,EPC9099,EPC9055,EPC9092,EPC9093,EPC90146,EPC9091,EPC9006C,EPC2034C,EPC2014C,EPC2039,EPC2071,EPC23101,EPC9144,EPC2152,EPC9146,EPC9126HC,EPC90132,EPC9005C,EPC2203,EPC9048C,EPC2204,EPC2207,EPC9038,EPC2007C,EPC9039,EPC2040,EPC9078,EPC9034,EPC9156,EPC21603,EPC9035,EPC2045,EPC21601,EPC9037,EPC9151,EPC90123,EPC90120,EPC9154,EPC90124,EPC9150

2022/5/6 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

【经验】LiDAR开发板EPC9126常见调试误区及各端口信号测量指导

EPC的LiDAR开发板EPC9126可以模拟激光管在不同输入条件下的输出响应。在调试实际应用工况的情况下，有一些地方需要注意，稍有不慎可以会导致输出状态不对。本文将介绍EPC9126调试时可以会遇到的问题以及在使用示波器测试各端口信号时的注意事项。

2020-06-27 - 设计经验代理服务技术支持批量订货

如何構建一個可以看得更遠、更清晰、成本更低的超快速及高功率雷射驅動器

型号- EPC2036,EPC9126HC,EPC2047,EPC2203,EPC2001C,EPC2202,EPC2016C,EPC9126

2018/8/29 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

【产品】100V/150A大电流脉冲激光二极管的驱动演示电路板EPC9126HC，提升激光雷达系统整体性能

EPC的EPC9126HC开发板采用具备超快速功率转换特性的氮化镓场效应晶体管（eGaN FET），由于可以驱动高达150 A及可低至5 ns脉宽的脉冲大电流，因此可以提高激光雷达（LiDAR）系统所侦测的资料的质素，包括资料的准确性、精确度及制作速度。

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2017年07月12日 - EPC - 评估板使用说明 - Revision 2.0 代理服务技术支持批量订货

eGaN® FETs and ICs for Time-of-Flight/Lidar 应用简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC9126,EPC9049,EPC2052,EPC2051,EPC2252,EPC2055,EPC9087,EPC90153,EPC2302,EPC2001C,EPC2306,EPC8002,EPC2065,EPC21702,EPC21701,EPC9179,EPC2221,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9092,EPC9050,EPC90146,EPC9172,EPC2219,EPC9091,EPC2619,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2034C,EPC2037,EPC2014C,EPC9507,EPC2071,EPC9144,EPC9126HC,EPC90132,EPC9022,EPC90137,EPC9005C,EPC2204,EPC2040,EPC9156,EPC21603,EPC21601,EPC2088,EPC90123,EPC9154,EPC9150

2023/11/29 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货查看更多版本

eGaN® FETs and ICs for Time-of-Flight/Lidar 应用简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC9126,EPC9049,EPC2052,EPC2051,EPC2252,EPC2055,EPC9087,EPC90153,EPC2302,EPC2001C,EPC2306,EPC8002,EPC2065,EPC21701,EPC2221,EPC9179,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9092,EPC9050,EPC90146,EPC9172,EPC2219,EPC9091,EPC2619,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2034C,EPC2037,EPC2014C,EPC9507,EPC2071,EPC9144,EPC9126HC,EPC90132,EPC9022,EPC90137,EPC9005C,EPC2204,EPC2040,EPC9156,EPC21603,EPC21601,EPC2088,EPC90123,EPC9154,EPC9150

2023/10/13 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货

eGaN® FETs and ICs for Time-of-Flight/Lidar应用简介

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2022/11/17 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货

eGaN® FETs and ICs for Time-of-Flight/Lidar 应用简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC2218,EPC2016C,EPC9126,EPC9049,EPC2052,EPC2051,EPC2055,EPC9087,EPC8009,EPC2302,EPC2001C,EPC2306,EPC9010C,EPC8002,EPC2065,EPC2221,EPC8004,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9092,EPC9050,EPC90146,EPC2219,EPC9091,EPC9006C,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2037,EPC2034C,EPC2014C,EPC9507,EPC2071,EPC9029,EPC9144,EPC9024,EPC9126HC,EPC8010,EPC90132,EPC9022,EPC90137,EPC9005C,EPC2204,EPC2007C,EPC2040,EPC9156,EPC21603,EPC21601,EPC2044,EPC9030,EPC90123,EPC9154,EPC9150,EPC90128

2022/10/10 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货

eGaN® FETs and ICs for Time-of-Flight/Lidar 应用简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC2218,EPC2016C,EPC9126,EPC9049,EPC2052,EPC2051,EPC2055,EPC9087,EPC8009,EPC2302,EPC2001C,EPC2306,EPC9010C,EPC8002,EPC2065,EPC2221,EPC8004,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9092,EPC9050,EPC90146,EPC2219,EPC9091,EPC9006C,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2034C,EPC2037,EPC2014C,EPC9507,EPC2071,EPC9029,EPC9144,EPC9024,EPC9126HC,EPC8010,EPC90132,EPC9022,EPC90137,EPC9005C,EPC2204,EPC2007C,EPC2040,EPC9156,EPC21603,EPC21601,EPC9030,EPC90123,EPC9154,EPC9150

2022/9/7 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货

用于汽车激光雷达的GaN器件可靠性测试，超越AEC，确保自主导航所需的性能和安全

本文将讨论由EPC开发的新颖测试机制，用于测试超出汽车电子理事会（AEC）对激光雷达特定用例资格要求的eGaN器件。测试表明，在典型汽车使用寿命内，eGaN器件在激光雷达应用中非常可靠，提供了必需的准确性和稳健性，确保了自主导航所需的性能和安全。

2021-03-10 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

EPC9126/EPC9126HC开发板

描述- 本资料为EPC9126/EPC9126HC开发板快速入门指南，主要介绍该开发板用于驱动激光二极管的高电流脉冲激光二极管驱动器。开发板配备EPC2212或EPC2001C（HC版本）增强型场效应晶体管（FET），可驱动高达75A或150A的电流脉冲。资料详细说明了开发板的性能、连接方式、操作步骤以及安全注意事项。

型号- EPC9126HC,EPC9126,EPC9126XX

2021 - EPC - 用户指南 - Revision 3.0 代理服务技术支持批量订货

用于飞行时间/激光雷达应用的氮化镓场效应晶体管和集成电路简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC9126,EPC9049,EPC2052,EPC2051,EPC2252,EPC2055,EPC9087,EPC90153,EPC2302,EPC2001C,EPC2306,EPC8002,EPC2065,EPC21702,EPC21701,EPC2221,EPC9179,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9092,EPC9050,EPC90146,EPC9172,EPC2219,EPC9091,EPC2619,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2034C,EPC2037,EPC2014C,EPC9507,EPC2071,EPC9144,EPC9126HC,EPC90132,EPC9022,EPC90137,EPC9005C,EPC2204,EPC2040,EPC9156,EPC21603,EPC21601,EPC2088,EPC90123,EPC9154,EPC9150

2023/11/29 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货查看更多版本

用于飞行时间/激光雷达应用的氮化镓场效应晶体管和集成电路简介

2023/10/13 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货

用于飞行时间/激光雷达应用的氮化镓场效应晶体管和集成电路简介

2023/1/10 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

用于飞行时间/激光雷达应用的氮化镓场效应晶体管和集成电路简介

2022/10/10 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

用于飞行时间/激光雷达应用的氮化镓场效应晶体管和集成电路简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC2218,EPC2016C,EPC9126,EPC9049,EPC2052,EPC2051,EPC2055,EPC9087,EPC8009,EPC2302,EPC2001C,EPC2306,EPC9010C,EPC8002,EPC2065,EPC2221,EPC8004,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9092,EPC9050,EPC90146,EPC2219,EPC9091,EPC9006C,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2034C,EPC2037,EPC2014C,EPC9507,EPC2071,EPC9029,EPC9144,EPC9024,EPC9126HC,EPC8010,EPC90132,EPC9022,EPC90137,EPC9005C,EPC2204,EPC2007C,EPC2040,EPC9156,EPC21603,EPC21601,EPC9030,EPC90123,EPC9154,EPC9150

2022/9/7 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

用于飞行时间/激光雷达应用的氮化镓场效应晶体管和集成电路简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC2218,EPC2016C,EPC9126,EPC9049,EPC2052,EPC2051,EPC2055,EPC9087,EPC8009,EPC2302,EPC2001C,EPC9010C,EPC8002,EPC2065,EPC2221,EPC8004,EPC9097,EPC90142,EPC9092,EPC90146,EPC9050,EPC2219,EPC9091,EPC9006C,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2037,EPC2034C,EPC2014C,EPC9507,EPC2071,EPC9029,EPC9144,EPC9024,EPC9126HC,EPC8010,EPC9022,EPC90132,EPC90137,EPC9005C,EPC2204,EPC2007C,EPC2040,EPC9156,EPC21603,EPC21601,EPC9030,EPC90123,EPC9154,EPC9150

2022/5/6 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

用于飞行时间/激光雷达应用的氮化镓场效应晶体管和集成电路简介

型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC2218,EPC2016C,EPC9126,EPC9049,EPC2052,EPC2051,EPC2055,EPC90153,EPC9087,EPC8009,EPC2302,EPC2001C,EPC2306,EPC9010C,EPC8002,EPC2065,EPC2221,EPC8004,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9092,EPC9050,EPC90146,EPC2219,EPC9091,EPC9006C,EPC2619,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2037,EPC2034C,EPC2014C,EPC9507,EPC2071,EPC9144,EPC9067,EPC9068,EPC9126HC,EPC8010,EPC9066,EPC90132,EPC9022,EPC90137,EPC9005C,EPC2204,EPC2007C,EPC2040,EPC9156,EPC21603,EPC21601,EPC90123,EPC9154,EPC9150