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宽带隙材料在电力电子产品中具备的优势——第一部分
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2022-11-02
孙成红
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随着在晶体管制造中引入诸如氮化镓 (GaN) 等新型宽带隙材料，品质因数的显著改善转化为电源的潜在改良。
在这篇包括两个部分的博客系列中，我将讨论这些新型宽带隙材料是怎样能让新设计从中受益的。
采用带隙高于硅半导体的新型材料可缩减芯片尺寸，同时保持相同的隔离电压。
较小的芯片产生较低的寄生电容，并降低了晶体管栅极电荷 (Qg) 及输出电容 (Coss)。相比于标准的硅 MOSFET，在给定的频率下，这直接转化为较快的转换速度以及较少的转换损耗、较少的 Coss 耗散和较少的驱动 Qg 损失。
然而，在高于几百 kHz 的电源应用中设计人员并不驱动硅 FET（因为开关损耗变得过大），较低的寄生电容使得基于 GaN 的 FET 能够在高出 10 倍之多的频率下工作，同时保持相似的开关和驱动损耗。
这种在较高频率条件下运作的能力降低了纹波电压和电流，这等同于传导和磁芯损耗的减低，并有可能缩小电感和电容性组件的尺寸…
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