【技术】eGaN FET、SiC FET 和RibbonFET解决方案技术比较分析

时间： 2021-11-21 来源：EPC

以下是一些来自EPC、UnitedSiC 和英特尔的FET，它们以有趣的方式与传统的硅晶体管有着不同。

在过去的一段时间里，包括Efficient Power Conversion(EPC) Corporation、UnitedSiC和Intel在内的几家行业领先的电子制造商都发布最新的FET解决方案。这些新的FET有望提供比传统硅MOSFET更显著的改进。虽然EPC和UnitedSiC改进了基于GaN和SiC的FET的功能，但Intel通过引入其RibbonFET解决方案探索了一种不同的方法来实现更快的晶体管开关速度。

场效应晶体管(FET)通过其源极引脚接收电流，调节其栅极引脚的电流并允许通过其漏极引脚输出。这些器件在高功率开关应用中很有用。这是市场上一些新FET的综述。

EPC的eGaN FET满足较高的设计需求

在最近EPC发布的新闻中，该公司指出了工程师应该如何将EPC2069 eGaN FET应用于一系列应用，包括网络通信、电信和计算。

EPC2069 eGaN FET，芯片尺寸为3.25mm x 3.25mm。(图片由EPC Corporation提供)

EPC2069的一些其他功能包括：

功率密度：高达4000W/in³

漏源电压(VDS)：40V

漏源导通电阻(RDS(on))：1.6~2.5mΩ

高频操作：1MHz

EPC还表示，新的eGaN FET效率超过98%，PCB封装面积为10.6mm²。该器件的尺寸使其成为高性能和空间受限应用的候选者。

EPC2069的高功率密度性能也证明其适用于48V~54V输入服务器设计。由于它确保能最大限度地减少反向恢复损耗和较低的栅极电荷，工程师可以选择最新的EPC FET解决方案进行高达1MHz的高频操作。

EPC2069与DC-DC转换器次级侧的兼容性还可满足设计人员在大型游戏和人工智能等高功率密度设计应用的需求。

UnitedSiC用于硬开关的第4代SiC FET

UnitedSiC发布其第4代SiC FET系列。这些器件提供6mΩ的低R_DS(on)，提供5ms的额定短路耐受时间。该系列包括6、9、11、18、23、33、44和58mΩ额定750V SiC FET 器件，采用TO-247-4L封装。

UnitedSiC第4代SiC FET解决方案。（图片由UnitedSiC提供）

UnitedSiC第4代FET系列的银烧结芯片附着和晶圆减薄技术最大限度地减少了从芯片到铸造的热阻，并最大限度地提高了各种应用的功率输出。

由于Gen SiC FET系列具有强大的压降和快速恢复能力，工程师可以将这些FET集成到硬开关操作密集型应用中。 UnitedSiC表示，这些器件在导通电阻和开关效率方面取得了显著改善，使其非常适合AC/DC和DC/DC转换、功率因数校正、基于能量逆变器的单向和双向功率转换等应用，以及电动汽车充电。

英特尔的RibbonFET将取代FinFET技术

在今年的英特尔架构日，该公司讨论了其新的RibbonFET晶体管架构，该架构对英特尔现有的FinFET技术进行了重大改进。这种业界首创的环栅架构实现了使设计人员能够在不考虑电压的情况下最大限度地提高驱动电流的控制、开关效率和性能。

此外，设计人员可以改变RibbonFET高度灵活的带状通道的宽度，以适应多种高性能应用。

平面FET、FinFET、RibbonFET。（图片由Lam Research提供）

当前FET技术的一个共同挑战是它们无法满足缩小到5nm节点的日益增长的需求。RibbonFET通过提供用作通道的单层纳米带解决了这一障碍，显著的降低了空间受限设计的占用空间。

英特尔表示，通过集成RibbonFET和其他与电源相关的解决方案，工程师可以提高多种工作负载的性能。

与FinFET相比，RibbonFET的性能。（图片由英特尔提供）

RibbonFET的单个纳米带堆栈可以实现与现有FinFET技术中的多个堆栈相同的驱动电流，同时提供更小的占用空间。由于设计人员可以灵活的改变带状通道的宽度，因此他们可以将RibbonFET技术整合到各种开关、放大和驱动器应用中。

硅MOSFET与新的FET技术

与传统的硅MOSFET相比，最新的FET技术可提供更高的性能、功率密度和开关效率。与传统的SiC MOSFET不同，UnitedSiC最新的第4代SiC FET技术可提供更优的恢复速度和正向压降，降低热阻，从而最大限度地提高输出功率。

EPC2069 FET与硅同类产品相比，提供相对更高的开关频率、更高的效率和更小的占位面积，从而实现更低的开关损耗、零反向恢复损耗和更高的功率密度。

同样，RibbonFET提供高度灵活的通道，可适应更高功率密集型应用。全栅极FET架构允许更高的驱动电流控制，这是传统硅MOSFET所不具备的。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由天星翻译自EPC，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（0）

暂无评论

【技术】面向无线能量传输系统的eGaN FET，效率超过80%

EPC公司的eGaN FET由于低输入和输出电容、低寄生电感和小尺寸等优越特性，使其成为无线能量传输系统中的理想选择。

2019-08-30 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

【技术】采用SIC FET的高效率逆变器显著提升电动车单次充电行驶里程并降低成本

UnitedSiC在电动车充电应用领域进行过几次实验，来比较SiC FET与IGBT。UnitedSiC还分享了设计工具，让工程师们能够快速模拟其零件在不同运行条件下的性能，如功率因数、电池电压、相数和电动机输出功率。

2022-01-01 - 技术探讨

EPC eGaN®FET/晶体管选型表

EPC提供增强型氮化镓半桥功率晶体管/增强型功率晶体管/功率晶体管的选型：配置：Dual Common Source、Dual with Sync Boot、Half Bridge、Half Bridge Driver IC、HS FET + Driver + Level Shift、Single、Single - AEC Q101、Single – Rad Hard、Single with Gate Diode、Single with Gate Diode – AEC-Q101、Dual Common Source - AEC Q101，VDS最大值（V）：15~350V；VGS最大值（V）：5.75~7V

Max RDS(on) (mΩ) @ 5 VGS

Enhancement Mode Power Transistor

选型表 - EPC 立即选型

EPC2204A氮化镓场效应晶体管材料成分声明

描述- 本资料为EPC2204A元器件的材料成分声明，由Efficient Power Conversion (EPC)公司于2023年1月10日发布。声明中详细列出了该元器件的各个构造元素及其对应的物质、CAS编号、重量百分比和总重量百分比。声明中提到的物质包括硅、氧化硅、氮化硅、氮化镓、铝、氮化铝、钛、氮化钛、铜、钨、聚酰亚胺、钛、镍、锡和银等。声明强调，所提供的数据为近似值，基于工程计算，可能因技术要求和开发而随时更改，EPC可能不另行通知更新此文件。声明可能不包括关于最终产品中包含的电气设备中掺杂剂和金属材料的微量信息。

型号- EPC2204A

1/10/2023 - EPC - 测试报告代理服务技术支持采购服务

EPC 29215_55氮化镓场效应晶体管材料成分声明

描述- 本资料为EPC29215\_55型号元器件的材料成分声明。声明中详细列出了芯片的构成元素、相应物质、CAS编号、重量百分比和总重量。声明指出，所提供的数据为近似值，基于工程计算，可能因技术要求和开发而随时更改。EPC可能不通知即更新此文件。声明可能不包括最终产品中电气设备内掺杂剂和金属材料的微量信息。

型号- EPC29215_55

4/24/2024 - EPC - 测试报告代理服务技术支持采购服务

EPC2305 FCQFN封装材料成分声明中的氮化镓场效应晶体管

描述- 本资料为EPC2305元器件的材料成分声明，由Efficient Power Conversion (EPC)公司于2024年2月15日发布。声明中详细列出了该元器件中各成分的化学物质、CAS编号、重量百分比和总重量，包括芯片、硅氧化物、硅氮化物、氮化镓、铝、氮化铝、钛、氮化钛、铜、钨、聚酰亚胺、金属层等。声明强调所提供的数据为近似值，基于工程计算，可能因技术要求和开发而随时更改，EPC可能不另行通知更新此文件。声明可能不包括最终产品中电气设备内掺杂剂和金属材料的微量信息。

型号- EPC2305

2/15/2024 - EPC - 测试报告代理服务技术支持采购服务

EPC2901C_55氮化镓场效应晶体管材料成分声明

描述- 本资料为EPC2901C_55型号元器件的材料成分声明。声明中详细列出了该元器件中各成分的化学名称、CAS编号、重量百分比和总重量，包括芯片、硅氧化物、氮化硅、氮化镓、铝、氮化铝、钛、氮化钛、铜、钨、聚酰亚胺、金属等。声明强调所提供的数据为近似值，基于工程计算，可能因技术要求和开发而随时更改，EPC可能不另行通知更新此文件。声明可能不包括最终产品中电气设备内掺杂剂和金属材料的微量信息。

型号- EPC2901C_55

4/24/2024 - EPC - 测试报告代理服务技术支持采购服务

EPC2215氮化镓场效应晶体管材料成分声明

描述- 本资料为EPC2215元器件的材料成分声明，由Efficient Power Conversion (EPC)公司于2024年4月24日发布。声明中详细列出了该元器件的各个构造元素及其对应的物质、CAS编号、重量百分比和总重量百分比。声明中提到的物质包括硅、氧化硅、氮化硅、氮化镓、铝、氮化铝、钛、氮化钛、铜、钨、聚酰亚胺、钛金属、镍、锡和银等。声明强调，所提供的数据为近似值，基于工程计算，可能因技术要求和开发而随时更改，EPC可能不另行通知更新此文件。声明可能不包括关于最终产品中包含的电气设备中掺杂剂和金属材料的微量信息。

型号- EPC2215

4/24/2024 - EPC - 测试报告代理服务技术支持采购服务

【技术大神】EPC的eGaN FET关键电气特性分析

本文介绍了宜普电源转换公司eGaN FET的基本电气特性，并与硅MOSFET进行了比较。通过电气参数的数据对比，说明了eGaN FET具有良好的性能。

2018-02-10 - 新技术代理服务技术支持采购服务

EPC2088氮化镓场效应晶体管材料成分声明

描述- 本资料为EPC2088元器件的材料成分声明，由Efficient Power Conversion (EPC)公司于2023年2月21日发布。声明中详细列出了该元器件的各个构造元素及其对应的物质、CAS编号、重量百分比和总重量百分比。声明中提到的物质包括硅、氧化硅、氮化硅、氮化镓、铝、氮化铝、钛、氮化钛、铜、钨、聚酰亚胺、钛、镍、锡和银等。声明强调，所提供的数据为近似值，基于工程计算，可能因技术要求和开发而随时更改，EPC可能不另行通知更新此文件。声明可能不包括最终产品中电气设备内掺杂剂和金属材料的微量信息。

型号- EPC2088

2/21/2023 - EPC - 测试报告代理服务技术支持采购服务

【应用】零反向恢复损耗的eGAN FET EPC2212用于车载激光雷达，耐压达到100V

针对车载激光雷达的GAN晶体管需求，本文推荐EPC的eGAN FET EPC2212，耐压达到100V，电流峰值达到75A，控制电荷只有3.2nC，满足客户要求大于80V耐压，高于50A电流的要求。

2023-06-25 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

EPC2069材料成分声明

描述- 本资料为EPC2069材料成分声明，由Efficient Power Conversion (EPC)公司于2022年10月28日发布。声明中详细列出了eGaN FET产品中各成分的化学物质、CAS编号、重量百分比和总重量，包括芯片、硅氧化物、氮化硅、氮化镓、铝、氮化铝、钛、氮化钛、铜、钨、聚酰亚胺、金属等。声明强调所提供的数据为近似值，基于工程计算，可能因技术要求和开发而随时更改，EPC可能不另行通知更新此文件。声明可能不包括最终产品中电气设备内掺杂剂和金属材料的微量信息。

型号- EPC2069

10/28/2022 - EPC - 测试报告代理服务技术支持采购服务查看更多版本

激光雷达用氮化镓场效应晶体管——充分利用EPC9126激光驱动器

描述- 本文介绍了eGaN FET在激光雷达中的应用，重点阐述了EPC9126激光驱动器的性能和设计要点。文章首先概述了激光雷达的基本原理和激光二极管的工作特性，接着详细分析了eGaN FET在激光雷达驱动器中的优势，包括开关速度快、导通电阻低等。随后，文章深入探讨了EPC9126激光驱动器的电路设计，包括共振电容放电激光驱动器的工作原理、关键参数的计算方法以及实际应用中的注意事项。最后，文章通过实验结果验证了EPC9126激光驱动器的性能，并提供了设计技巧和注意事项。

型号- EPC9126HC,EPC2212,EPC2001C,EPC2016C,EPC9126,SPL PL90_3,TPGAD1S09H

2021 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持采购服务查看更多版本

激光雷达用氮化镓场效应晶体管——充分利用EPC9126激光驱动器

描述- 本文介绍了eGaN FET在激光雷达中的应用，重点阐述了EPC9126激光驱动器的性能和设计要点。文章首先介绍了激光雷达的基本原理和激光二极管的工作特性，随后详细分析了eGaN FET在激光雷达驱动器中的优势，包括开关速度快、导通电阻低等。接着，文章详细介绍了EPC9126激光驱动器的设计过程，包括功率环路电感、谐振电容、充电电阻等关键参数的计算方法。最后，文章通过实验结果验证了EPC9126激光驱动器的性能，并提供了设计技巧和注意事项。

型号- EPC9126HC,EPC2001C,EPC2016C,EPC9126,EPC9126XX

2020/10/16 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持采购服务

激光雷达用氮化镓场效应晶体管——充分利用EPC9126激光驱动器

描述- 本文介绍了eGaN FET在激光雷达中的应用，重点阐述了EPC9126激光驱动器的性能和设计要点。文章首先概述了激光雷达的基本原理和激光二极管的工作特性，接着详细分析了eGaN FET相较于传统硅MOSFET的优势，包括开关速度、电感值和热性能。随后，文章深入探讨了EPC9126激光驱动器的设计过程，包括功率环路电感、谐振电容、充电电阻和电流检测等关键参数的计算方法。最后，通过实验结果验证了EPC9126激光驱动器的性能，并提供了设计技巧和注意事项。

型号- EPC9126HC,EPC2212,EPC2001C,EPC2016C,EPC9126,SPL PL90_3,TPGAD1S09H,EPC9126XX

2019 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持采购服务

EPC2252氮化镓场效应晶体管材料成分声明

描述- 本资料为EPC2252元器件的材料成分声明，由Efficient Power Conversion (EPC)公司于2023年1月24日发布。声明中详细列出了该元器件的各个构造元素及其对应的物质、CAS编号、重量百分比和总重量百分比。声明中提到的物质包括硅、氧化硅、氮化硅、氮化镓、铝、氮化铝、钛、氮化钛、铜、钨、聚酰亚胺等。声明强调，所提供的数据为近似值，基于工程计算，可能因技术要求和开发而随时更改，EPC可能不另行通知更新此文件。声明可能不包括关于最终产品中包含的电气设备中掺杂剂和金属材料的微量信息。

型号- EPC2252

1/24/2023 - EPC - 测试报告代理服务技术支持采购服务

【经验】为什么eGaN FET的EMI比MOSFET更低？

本文中EPC展示了为什么GaN FETs尽管开关速度快，但其EMI却比MOSFETs低：eGaN FETs和ICs与EMI兼容。通过采用简单的布局技术，可以确保显著减少EMI的产生，从而可以以零成本降低EMI。由于eGaN FETs和eGaN ICs采用晶圆级芯片规模封装（WLCS），其内部电感几乎为零，并且反向恢复电荷为零，因此在硬开关转换器中产生的EMI固有能量更少。

2020-05-30 - 设计经验代理服务技术支持采购服务