窒化ガリウム(GaN)

窒化ガリウム（GaN）には、シリコンを凌ぐ基本的な利点があります。特にGaNの優れた臨界電場はパワー半導体としてきわめて魅力的な特性です。またシリコンスイッチよりもオン抵抗とキャパシタンスがはるかに低いGaN HEMTは、高速スイッチングに最適です。

インフィニオンの窒化ガリウムCoolGaN™ファミリーは、様々なアプリケーションのシステムに高い付加価値を提供します。エンハンスメント・モードHEMTは、サーバー、データ通信、テレコム、アダプター/充電器、ワイヤレス給電、オーディオなどの民生・産業アプリケーションを対象とし、高い堅牢性および市場における最高の価格性能を実現します。

 LLC DC-DC段と組み合わせ、トーテムポール構成のPFC回路に、窒化ガリウムCoolGaN™エンハンスメント・モードHEMTを実装することにより、98.5%以上のシステム効率（48V出力電圧システム向け）を実現。米国のデータセンターにおいて、年間で合計20億kWhを削減（0.15 USD/kWh で、最大3億米国ドル）。

GaNベースのSMPSソリューションは、現在のシリコンベースのソリューションによる30～40W/in3から、80W/in3以上の高い電力密度に向上させることにより、ラックあたりの計算能力を向上させます。

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運用維持費（OPEX）および資本的経費（CAPEX）の節約、基板電源フットプリントの総合的な削減、ソリューションの堅牢性の高さは、今後も電気通信システムインフラ開発において重要な項目です。インフィニオンの窒化ガリウムCoolGaN™ソリューションは、インフィニオンの厳格な品質検査基準に準拠すると同時に、業界標準となる効率を全動作領域で提供することにより、このような課題に対応しています。

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インフィニオンのCoolGaN™は、最大20W/in3の電力密度を実現するアダプターおよび充電器に対するブレークスルーで（最大出力65W）、ハーフブリッジトポロジーのCoolGaN™が、スイッチング周波数と効率を同時に向上させることにより実現しています。

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窒化ガリウムCoolGaN™エンハンスメント・モードHEMTは、（特に30W以上の）D級アンプで最適同調を実現し、6.78MHzのワイヤレス給電において、シリコンを凌ぐメリットを提供します。

• 低VDS時に大きな増加をみせない、ほぼ線形の低出力容量が、広い負荷インピーダンス範囲でのZVS動作を可能にします。
• 相当のシリコンMOSFETに比べきわめて低いQ_G
• ５Vゲート駆動、非常に低いゲート駆動損失
• 堅牢性の高いデバイス：ショットキーゲート構造ではなく自己クランプゲート

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インフィニオンのCoolGaN™技術により、D級オーディオアンプの理論的に最適な性能へと近づくことができます。CoolGaN™独自の特性は、D級オーディオアンプに最適です。ボディーダイオードの逆回復電荷量（Q_RR）ゼロ、高い直線性の入出力容量、非常に速いスイッチング速度（低いQgdおよびRG）という利点により、最適なスイッチング波形が得られ、理想的なスイッチを実現します。こうした理想的なスイッチング波形は、オーディオ性能を最大化し、D級オーディオアンプにおける電力損失を最小化するための前提条件です。

窒化ガリウムCoolGaN™400Vエンハンスメント・モードHEMTは現在開発中。近日リリース予定。

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