GaN HEMT – 氮化镓晶体管

综述

CoolGaN™ —— 新的电源标杆。

氮化镓 (GaN) 相比于硅材料具备决定性的优势。尤其是相较于硅 MOSFET，氮化镓材料具备更高的临界电场、独有的出色导通电阻、更低的电容，使其尤为适用于功率半导体器件，让 GaN HEMT 成为高速开关的理想之选。由此带来的不仅是节能和系统总成本的降低，还有更高的工作频率，从而提高了功率密度和整体系统效率。氮化镓晶体管最重要的特性是其反向恢复性能。由于英飞凌 CoolGaN™ 晶体管无少数载流子和体二极管结构，因此不会出现反向恢复现象，尤为适于半桥拓扑。

英飞凌 CoolGaN™ 高效氮化镓晶体管技术可在高达 600 V 的电压范围内进行功率转换。凭借在半导体市场上积累的长期经验，英飞凌完善了增强模式方案，并可进行大批量端到端生产。领先的质量确保极高的标准，于市场上的一众氮化镓 HEMT 产品中提供了极为可靠且性能优越的解决方案。

采用 CoolGaN™ 的开关模式电源电路将受益于能效及功率密度的提高，这即使在最先进的硅器件中也绝无可能实现的。在 200-250 kHz 以上的高频操作中，开关速度是决定能量传输方式的关键。英飞凌 CoolGaN™ 的超快开关速度让死区时间变得极短。超过 15 年的预计使用寿命以及低于 1 菲特（时基故障）的故障率所展现的可靠性与质量将使客户受益颇多。

和英飞凌的所有功率晶体管一样，CoolGaN™ 系列也获得其系列栅极驱动器的支持，其中就包括了 GaN EiceDRIVER™ 系列。英飞凌单通道隔离 GaN EiceDRIVER™ IC 设计简洁，专为高压 CoolGaN™ 600V 开关的高效工作开发，通过提供丰富的氮化镓评估板以缩短上市时间。

英飞凌高性能 CoolGaN™ 增强模式 HEMT 将采用顶部及底部冷却型 SMD 封装，可在相应应用中实现极高的效率和功率密度，以及极佳的热性能。此类增强模式 HEMT 具备市场上无出其右的耐用性能，针对消费和工业应用，如服务器、数据通信、电信通信、适配器、充电器、无线充电及音频产品。

产品
亮点
视频
培训
Understanding and using Infineon’s CoolGaN™ transient voltage ratings

In this training, you will learn about the transient voltage ratings that were added to CoolGaN™ datasheets.

Click here to see more

In this training, we will show you Infineon’s CoolGaN™ - GaN HEMTs  methodology.

Click here to see more

CoolGaN™ - Gallium Nitride Transistors are the power devices with the best performance available on the market. Get to know more about this technology.

Click here to see more

Infineon offers trusted expertise in all three main power semiconductor technologies. Check out how to position them in ACDC applications!

Click here to see more

观看的网络研讨会，了解更多关于硅、碳化硅和氮化镓功率器件在高功率和低功率应用中的技术定位。

Click here to see more

应用

氮化镓 CoolGaN™ 增强模式 HEMT 的应用案例

横跨多个应用场合，英飞凌氮化镓 CoolGaN™ 系列显著提高了各类系统的价值。此类增强模式 HEMT 具备市场上无出其右的耐用性能，针对消费和工业应用，如服务器、数据通信、电信通信、适配器、充电器、无线充电及音频产品。

在如服务器电源和电信等高功率应用中使用英飞凌 CoolGan™，可节约成本，提高单位机架的功率。由于其硬开关能力，CoolGan™ 可简化控制方案。同时相较于次优的硅替代品，CoolGan™ 还具备效率优势。

氮化镓技术在适配器和充电器电源中的应用是小巧轻便、高效解决方案在功率密度上的突破。在无线电力传输中，使用英飞凌 CoolGan™ 可在更高功率水平上实现高效率，并在 E 类设计中实现最佳调谐。

D 类音频产品中的 CoolGan™ 400V 器件极大地提高了音频性能，可获得出类拔萃的音频质量。此外，CoolGan™ 产品几无热设计限制，极其易于使用并兼容英飞凌 MERUS ™ D 类音频放大器。

服务器开关电源

在图腾柱PFC中结合LLC DC-DC阶段使用CoolGaN™能够实现 >98.5%系统效率（适用于48V 输出电压系统），让美国的数据中心每年节省总数20亿kWh的电流 (每年节省大约 3亿 美金@ 0.15 USD/kWh)。使用GaN的SMPS解决方案通过将功率密度从今天典型的~30..40 W / in3硅基础解决方案推至> 80W / in3，从而为每个机架提供更高的计算能力。

>下载白皮书

电信开关电源

节省运营支出（OPEX）和资本支出（CAPEX），整体电源足迹和最高稳健性的解决方案已经，并将继续成为电信基础设施发展的重点。英飞凌的CoolGaN™解决方案通过在整个操作范围内提供基准效率，在遵循英飞凌严格的认证制度的同时最大化功率密度， 从而应对这些挑战。

>下载白皮书

适配器和充电器

英飞凌的CoolGaN™是适配器和充电器系统功率密度方面的突破，启用~20W/in3 功率密度系统（最大输出功率为65W）。此效能是由通过在半桥拓扑中应用CoolGaN™，同时增加开关频率和效率而被实践。

>下载白皮书

无线通电

启用CoolGaN™可在E类放大器中实现最佳调谐，尤其是30W以上，并且在6.78MHz无线充电中效果优于硅

  • 较小并线性的输出电容即使在较低的Vds下也不会大幅增加，使得ZVS在较宽的负载电阻范围内成为可能
  • 与等效硅MOSFET相比，QG非常低
  • 5V栅极驱动，栅极驱动损耗非常低
  • 坚固的器件 - 自钳位栅极代替肖特基栅极结构
  • 质量和可靠性：例如没有动态RDS(on)
  • 容量和稳定供应

    >下载白皮书

D类音频放大器

由于英飞凌CoolGaN™的独特特性，其技术可以接近D类音频放大器的理论上理想性能，完美的匹配以下应用: 体二极管的零反向恢复电荷（Qrr），线性输入和输出电容，以及极快的开关速度（最低Qgd和Rg）而达到了理想的开关波行。这理想的开关波形是最大化音频性能和有效降低D类音频放大器功率损耗必须具有的条件。

CoolGaN™400V电子模式HEMT即将开发。

> 下载手册

支持