氮化镓器件在高频应用中的优势

氮化镓（GaN）器件在高频率下能够实现更高效率，主要归功于GaN材料本身的内在特性。

GaN独特的材料属性使其在器件性能方面优于传统的硅（Si）甚至碳化硅（SiC）材料。

以下是关键原因的详细解析

1.GaN具有约3.4电子伏（eV）的宽禁带，这远高于硅的禁带宽度。宽禁带使GaN器件能够承受更高的击穿电压，也就是说，在不发生故障的情况下承受更高的工作电压。

2. GaN在高温下具有更低的漏电流，这意味着在高电压和高频率开关条件下效率更高。

3. GaN具有高电子迁移率和高电子饱和速度，这使得GaN器件具有更快的开关速度和更低的开关损耗，因此在开关过程中浪费为热能的能量更少。这一点在射频（RF）、电源转换器和5G系统等高频应用中尤为关键。

4. GaN HEMT的结电容和栅电荷极低，使其在高频下仍能实现快速的开启和关闭时间，且具有较低的栅极驱动损耗。

5. 得益于GaN器件较高的击穿电场和较低的导通电阻，其器件结构更小，具有更低的寄生电感和电容，从而在高速开关应用中表现更优。

6. 与硅MOSFET不同，GaN HEMT是多数载流子器件。这类器件没有体二极管的反向恢复损耗，而硅器件在高频和硬开关条件下，其主要开关损耗就来源于这种反向恢复损耗，且该损耗与开关频率和反向恢复电荷成正比。

表1 GaN在高频应用中相对于硅的优势

特性	GaN	硅
禁带宽度	宽	窄
开关速度	非常快	中等
开关损耗	低	高
反向恢复损耗	可忽略不计	显著
栅电荷	低	高
高频效率	高	低

芯干线公司的GaN HEMT在GaN器件行业取得了技术突破。其GaN HEMT具有高dv/dt能力、极低的输入电容、零反向恢复电荷（Qrr）以及卓越的开关性能和高可靠性。

此外，芯干线公司专利的双栅引脚结构进一步提升了开关性能，并为PCB布局提供了更多灵活性。芯干线公司还采用先进的封装技术，实现了低热阻和高器件性能。

芯干线公司自主设计的GaN HEMT支持在软开关和硬开关模式下的高频切换操作，同时仍可实现高效率。使用芯干线公司GaN HEMT的最终产品可实现非常紧凑的系统尺寸。典型应用包括开关电源（SMPS）、PC和服务器电源、太阳能逆变器、电动车充电器以及5G电源等。

一个代表性的产品是芯干线公司E-MODE（增强型）GaN HEMT——X3G6506B8。

这是一款700V增强型GaN功率晶体管，具有极低的导通电阻和输入电容。其导通电阻仅为52mΩ，输入电容仅为158PF。

图1和图2展示了X3G6506B8的电路符号及封装结构。这款DFN8*8封装的六引脚晶体管尺寸仅为8×8毫米，最大漏极电流为28A，同时具有极低的结到壳热阻和高达150V/ns的dv/dt能力。

图1：芯干线公司的X3G6506B8是一款700V增强型功率晶体管，采用六引脚设计，并配有双栅极引脚，以进一步提升开关性能并为PCB布局提供更高的灵活性。

图2：芯干线公司X3G6506B8的8×8毫米封装采用了先进的封装工艺，以实现低热阻和优异的器件性能。

总结：芯干线公司在GaN HEMT技术方面的突破，正在改变电力电子行业的前景。在不久的将来，高效率、高频操作、小尺寸的电子产品将成为行业的新常态。

关于芯干线

芯干线科技是一家由功率半导体资深海归博士、电源行业市场精英和一群有创业梦想的年轻专业人士所创建宽禁带功率器件原厂。2022年被评为规模以上企业，2023年国家级科技型中小企业、国家级高新技术企业，通过了ISO9001生产质量管理体系认证。在2024年通过了IATF16949汽车级零部件生产质量管理体系认证。

公司自成立以来，深耕于功率半导体Si MOS & IGBT、GaN HEMT、SiC MOS & SBD、IGBT 和 SiC Module等功率器件及模块的研发和销售。产品被广泛应用于消费、光伏、储能、汽车、Ai服务器、工业自动化等能源电力转换与应用领域。

公司总部位于南京，分公司遍布深圳、苏州、江苏等国内多地，并延伸至北美与台湾地区，业务版图不断拓展中。