【技术】论氮化镓技术及其产品的发展与应用

时间： 2019-08-29 来源：EPC

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

于2017年6月28日，EPC公司的Michael de Rooij博士在上海世博展览馆举行的亚太区PCIM 2017研讨会上，与工程师们分享了用于大功率、高度共振无线功率传输应用并在6.78MHz频率下工作的各种放大器拓扑结构的比较。

图：Michael de Rooij博士在6月28日于上海PCIM现场演讲

根据AirFuel Class 4标准、可对负载提供最大33W的功率的高度共振无线电源系统中，工作在6.78MHz频率下，采用不同的差分模式Class E和ZVS Class D放大器拓扑结构，可取得不同的实验验证结果，让工程师作出比较。

以下是Michael与《电子工程专辑》总分析师于上海举行的PCIM 2017研讨会后的对话。

分析师：请问你EPC氮化镓技术最新的发展进程是什么？与业界其它发展氮化镓技术的公司的产品相比，有什么不同？

Michael：每一家公司的技术都有各自的方程式及专注应用。我们最近推出基于第五代氮化镓eGaN技术的产品系列，无论在性能及成本上都实现质的飞跃——产品具备更高的性能、小型化及更低的成本。这是由于我们可以降低场效应晶体管的导通电阻，这代表在相同的导通电阻下（RDSon），可以减少COSS，从而可以实现从所未有这么高的效率。EPC2045（7mΩ、100V）及EPC2047（10mΩ、200V）氮化镓场效应晶体管（eGaN FET）在性能得到显著提升。EPC2046（25mΩ、200V）更比等效MOSFET小型化12倍。在应用方面，EPC2045应用于开放式伺服器架构以实现48V转至负载的单级电源转换、负载点（POL）转换器、USB-C及激光雷达（LiDAR）等应用。EPC2046的应用包括无线充电。EPC2047用于PV逆变器及其它高压DC/DC或DC/AC转换器。

此外，客户非常关注产品的可靠性，尤其是基于全新的技术的产品。诚然，要展示全新技术的可靠性是一个很大的挑战。我们已经发布了第九阶段可靠性测试报告，记录了受测的器件在累计超过900万个器件-小时的应力测试后，完全没有器件发生任何故障。该报告聚焦受测的器件都通过了热机械可靠性测试，以及与可比的封装器件相比，采用晶圆级芯片规模封装（WLCSP）的氮化镓晶体管具备更卓越的可靠性，不需要封装的时代来临了。现在，工程师可以利用报告所描述的模型来预测器件在不同压力下的可靠性及会否发生故障的情况。

分析师：你们有没有进一步开发基于氮化镓技术的集成电路？

Michael：有的。我们的全新集成电路系列加入了新成员——EPC2111氮化镓半桥功率晶体管，它可以帮助工程师提高整个负载点系统应用的效率，在14A、12V转到1.8V、5MHz开关时实现超过85%效率，以及在10MHz开关时实现超过80%效率。

分析师：氮化镓技术是否主要应用于射频、电源供电的领域？

Michael：不是的。氮化镓可以应用于其它很多的领域，例如由于氮化镓技术大大提升分辨率（resolution），从而推动了近来热门的激光雷达（LiDAR）系统的发展。

分析师：氮化镓场效应晶体管（GaN FET）替代MOSFET的优势是什么？在性能及成本上的比较如何？

Michael：与MOSFET相比，氮化镓场效应晶体管可以使得转换器在更高的频率下工作和实现更高的效率。结果是实现小型化转换器，从而可以提高性能及降低成本。

分析师：基于氮化镓技术的无线充电产品的下一步发展路线图是什么？

Michael：氮化镓技术已经被证实为可以在高度共振无线充电应用中比MOSFET的性能更优越。氮化镓晶体管可以提高无线功率转换器的功率，从而实现从无线充电到无线供电。这样，无线电源可以覆盖更大的面积，例如办公室的桌面可以对笔记本电脑、电脑显示器、桌灯及手机进行无线充电/供电。

分析师：你认为氮化镓基的无线充电系统何时会真正普及化？为什么会普及化？业界有不同的意见认为无线充电还有很多障碍需要跨越。

Michael：无线充电的普及是一个过程，而在这个过程中，我们需要跨越很多在技术和条例限制方面所遇到的障碍。由于无线充电非常方便，它的发展是必然的。要待更多制造商制造更多使用无线充电的产品后，普及化会加速。正如我们已经看到，Dell在2017年1月宣布他们将于7月推出配备无线充电功能的笔记本电脑。此外，多间公司正在生产信用卡大小的无线电源接受器，可安装于你的手机上。

分析师：请问有没有氮化镓器件与其它等效器件的比较数据或图表？

Michael：有的，但资料非常详尽及繁多，希望你的读者可以参考我们的《无线电源手册》第二版。

当分析师问到氮化镓器件在具体应用上有什么进展时，Michael分享了氮化镓在无线充电消费市场的最新发展，就是戴尔（Dell）刚刚推出的Latitude7285，是全球首部可利用无线充电的二合一产品。它是基于氮化镓技术并利用WiTricity的磁共振无线充电技术，为我们的工作间提供自由自在、没有电源线的环境。

相关技术文档：
EPC EPC2045 增强型功率晶体管数据手册详情>>>

EPC EPC2046增强型功率晶体管数据手册详情>>>

EPC EPC2047增强型功率晶体管数据手册详情>>>

EPC EPC2111增强型GaN功率晶体管半桥数据手册详情>>>

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 219
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（219）

码农 Lv7 资深专家 2018-11-26

氮化镓和碳化硅技术有什么差异？各自有什么优缺点？希望能对比一下。
- GordonZB回复：可以到百度去搜一下，很多类似文章
  查看全部1条回复
plhust Lv7. 资深专家 2020-08-12

不错
用户63280835 Lv5. 技术专家 2019-11-26

学习
蓝色影魅 Lv7. 资深专家 2019-11-26

学习了
电工电器 Lv7. 资深专家 2019-11-24

学习了

用户神他哥 Lv4. 资深工程师 2019-11-22

学习
zhangfuqiang Lv5. 技术专家 2019-11-19

1
廖提摩西 Lv7. 资深专家 2019-11-18

学习了
独角兽 Lv9. 科学家 2019-11-17

不错
若尘 Lv6. 高级专家 2019-11-15

学习

展开更多评论

【技术】氮化镓场效应晶体管两种散热方式，你知道么？

EPC场效应晶体管的D2PACK封装具的RθJA值小至18℃/W，而封装SO-8具有RθJA值大到34℃/W。

技术探讨发布时间 : 2018-02-26

EPC（宜普）氮化镓场效应晶体管面向D类音频放大器应用简介中文版（AB003）

型号- EPC2036,EPC9509,EPC9001C,EPC2010C,EPC9003C,EPC2016C,EPC2019,EPC9106,EPC2032,EPC9046,EPC2031,EPC9047,EPC2034,EPC9048,EPC2033,EPC9061,EPC9062,EPC9040,EPC9002C,EGANAMP2016,EPC2103,EPC2001C,EPC2029,EPC2106,EPC2015C,EPC2108,EPC9010C,EPC2107,EPC9039,EPC2007C,EPC9034,EPC2021,EPC9035,EPC2020,EPC9014,EPC9510,EPC2022,EPC9033,EPC9055,EPC9050,EGANAMP 2.1,EPC9006C

应用笔记或设计指南 - EPC - 2017年07月11日 PDF 中文下载

【应用】亚纳秒级的增强型eGaN FET助力实现真正的无线充电

应用于放大器的氮化镓场效应晶体管及集成电路具备卓越性能，成为高度共振式并与AirFuel标准兼容的无线充电系统的理想器件。

新应用发布时间 : 2019-07-16

【产品】低损耗高效率GaN高频增强型功率晶体管，总栅极电荷仅370pC

EPC的EPC8009导通电阻为90mΩ，具有很低的FOM值。

新产品发布时间 : 2017-10-13

【白皮书】EPC（宜普）氮化镓场效应晶体管FET电气特性（WP007）

描述- 本文介绍了eGaN FETs的基本电气特性，并与硅MOSFET进行了比较。了解这两种技术的异同，是了解如何改进现有的电力转换系统的必要基础。

白皮书 - EPC - 2017年07月12日 PDF 英文下载

【产品】车规级80V eGaN®FET氮化镓场效应晶体管EPC2214，帮助激光雷达系统看得更清晰

宜普电源转换公司（EPC）进一步扩大车规级氮化镓产品系列 – 全新成员是面向具有高分辨率的激光雷达系统、80 V的EPC2214氮化镓场效应晶体管，该元件成功通过国际汽车电子协会所制定的AEC Q101应力测试认证。

新产品发布时间 : 2019-05-09

【产品】输入电容仅为14pF的GaN增强型功率MOS管，超高开关速度首选

EPC的EPC2037可实现极高速的开关功能，输入电容低至14pF，输出电容低至6.5pF，反向恢复电容仅为0.1pF，栅极电荷为115pC，尤其适合低功率，高开关频率的应用。

新产品发布时间 : 2017-10-19

【专题】硅MOS的终结者——氮化镓eGaN FET

相比先进的硅基器件，当今商用化的氮化镓场效应晶体管（eGaN FET）及集成电路的性能高出5至50倍。

专题合辑发布时间 : 2017-09-03

全球首款替代功率MOSFET器件的EPC硅基增强型氮化镓场效应晶体管（eGaN FET）,效率高达98%

EPC eGaN FET产品具有小尺寸、高开关速度、高频率、高功率密度以及低损耗等突出优势，在性能上比硅材料的功率器件优越很多。世强是EPC的官方授权代理商，可供应EPC氮化镓场效应晶体管（eGaN FET），价格优惠，库存丰富。可提供EPC氮化镓场效应晶体管（eGaN FET）选型， EPC氮化镓场效应晶体管（eGaN FET）数据手册， EPC氮化镓场效应晶体管技术支持等服务资源。

原厂动态发布时间 : 2018-08-13

【产品】具有低导通阻抗的60V/86A功率 MOSFET

新电元（Shindengen）公司推出的功率 MOSFET P86F6SN，采用绝缘封装，使用10V栅极驱动，具有低静态导通电阻、低电容的特点。单脉冲雪崩能量高达288mJ，可满足大功率驱动应用需求。

新产品发布时间 : 2018-03-05

【产品】增强型并采用半桥拓扑的氮化镓功率晶体管，能量效率最高可达90%

EPC 公司推出的GaN功率晶体管EPC2100,漏源电压VDS最大值为30V（连续），驱动电压范围-4V~6V，工作温度范围-40℃~150℃,最大工作频率超过10MHz,应用于高频DC-DC电源转换和负载点（POL）转换器等方面。

新产品发布时间 : 2018-03-16

【产品】50V，80A的N沟道功率MOSFET，导通电阻典型值仅为3mΩ

新电元的P80FH5ENK 是一款由FH封装的N沟道功率MOSFET，它拥有结壳热阻小，静态漏源导通电阻低，开关速度快以及电容低等优势，主要用于高速脉冲放大器、负载/电源开关、电源转换器电路、能源管理、电机驱动等应用。

新产品发布时间 : 2018-03-17

【产品】600V/15A功率 MOSFET，漏源二极管di/dt耐受能力达350A/μs

新电元推出的低电容功率 MOSFET P15FH60HP2，全功率损耗为175W，单脉冲雪崩能量为65mJ，可满足一般电源系统的设计要求，适用于电源故障检测器、电池备用电路等应用。

新产品发布时间 : 2018-03-04

【白皮书】EPC（宜普）基于氮化镓场效应晶体管的无线电源传输系统（WP014）中文版

描述- 在过去的几年中，无线能量传输的普及在不断增加，特别是针对便携式设备的无线充电应用。本白皮书的焦点是适合在6.78[MHz或13.56[MHz未经许可的 ISM（Industrial Scientific & Medical）频带[2]工作、与A4WP[1]标准兼容并采用松散耦合线圈的高度谐振无线解决方案。

白皮书 - EPC - 2017年07月12日 PDF 中文下载