GaN HEMT – 氮化镓晶体管 - Infineon Technologies

综述

CoolGaN™ - 终极效率和可靠性，易于使用

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、独有且出色的动态导通电阻、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。氮化镓晶体管可以在缩短死区时间的情况下工作，从而提高效率，并实现被动冷却。在高开关频率下工作可以缩小被动器件的体积，从而提高了 GaN HEMT 的可靠性和整体功率密度。

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。因此，可以采用图腾柱 PFC 等硬开关拓扑结构来实现更高的效率，例如在数据中心和服务器电源中使用，可以节省能源并降低运营费用。

英飞凌 CoolGaN™ 是一种高效的 GaN （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 GaN 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是绝无可能实现的。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 FIT的失效率所展现的可靠性与质量将使客户受益颇多。

GaN HEMT 产品解决方案

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 GaN HEMT 晶体管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 ，具备市场上无出其右的耐用性能。

英飞凌 CoolGaN™ 氮化镓技术可最大限度地提高音频放大器的性能，得益于 GaN HEMT 开关的独特特性，可实现接近 D 类音频放大器的理论理想性能。其理想的开关波形是 D 类音频放大器实现音频性能最大化和功率损失最小化的先决条件。

氮化镓晶体管的应用

英飞凌氮化镓 CoolGaN™ 系列为许多应用中的各种系统增添了重要价值。此类增强模式 HEMT 针对消费和工业应用，如 4G/5G、数据通信、电信通信、 WIFI，具备市场上无出其右的耐用性能。

在服务器电源和电信通信应用等高功率应用中使用英飞凌 GaN HEMT 器件，可以节省成本，并提高每个机架的功率。得益于其硬开关能力，还可实现更简易的控制方案，同时与最佳的硅替代产品相比，更具效率优势。随着对更快的数据通信需求的增加，用于 5G 应用的 GaN HEMT 将实现更高的效率和极快的开关速度。

GaN HEMT 晶体管也适用于一系列的低功率应用，如移动充电器适配器和照明（LED 驱动器）。

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Benefits of low inductance packages for wide bandgap semiconductors

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600V CoolGaN™ 晶体管的基本原理