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GaN器件的潜力和介绍及减小栅极驱动环耦合噪声技术的详细概述
凤毛麟角
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在过去的十多年里，行业专家和分析人士一直在预测，基于氮化镓（GaN）功率开关器件的黄金时期即将到来。与应用广泛的 MOSFET硅功率器件相比，基于GaN的功率器件具有更高的效率和更强的功耗处理能力。这些优势正是当下高功耗高密度系统、服务器和计算机所需要的，可以说专家所预测的拐点已经到来！时下，多个厂商正在大量的生产GaN器件，这些GaN器件正在被应用于工业、商业甚至要求极为严格的汽车领域的电力和电机控制中。他们的接受度和可信度正在逐渐提高。（请注意，基于GaN的射频功放或功放也取得了很大的成功，但与GaN器件具有不同的应用场合，超出了本文的范围。）本文探讨了GaN器件的潜力，GaN和MOSFET器件的不同，GaN驱动器件成功的关键并介绍了减小栅极驱动环耦合噪声技术。为什么GaN器件得到了发展？基于硅的MOSFET器件已经取得了巨大的成功，目前，它们已经在几十瓦到几百瓦甚至上千瓦功率的应用场合成为了标准，如AC/DC、DC/DC以及电机驱动等领域。硅MOSFET器件已经对多个参数进行了优化，如通导通阻RDS（ON）、额定电压、开关速度、封装等。这些MOSFET性能的提高已经趋于稳定，因为目前的性能已经接近了物理材料的理论极限。这给氮化镓功率器件的发展创造了条件。GaN是一种高电子迁移率晶体管（HEMT），如图1所示。高电子迁移率晶体管意味着 GaN器件的临界电场强度大于硅。对于相同的片上电阻和击穿电压，GaN的尺寸更小。GaN还具有极快的开关速度和优异的反向恢复性能，在低损耗、高效率的应用场合这一点十分重要的。600/650V等级的GaN晶体管现在已经广泛使用，具有广泛的应用前景。
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