나는 2013 년부터 GaN을 광범위하게 사용해 왔는데, 주로 GaN이 Si- 방사선 공차보다 큰 이점을 쉽게 얻을 수있는 틈새 애플리케이션에 주로 사용되었습니다. 구멍을 뚫고 SEGR을 겪을 게이트 산화물이 없으며, 공공 연구에 따르면 1MRad를 지나서 살아남은 부품은 최소한의 분해로 나타났습니다. 작은 크기도 놀랍습니다. 1/4 또는 2 (코인) 크기로 10A + DC / DC 변환기를 쉽게 구현할 수 있습니다. 납 솔더 바를 사용하여 제품을 구매할 수있는 능력과 밀봉 된 패키지로 포장하는 일부 타사와 함께 미래입니다.
작업하는 것이 더 비싸고 "엄청난"것입니다. 게이트 산화물이없고 금속 반도체 접합 만 있으므로 게이트 구동 전압이 매우 제한적입니다 (EPC에서 구축 한 강화 모드의 경우). 초과 전압은 부품을 파괴합니다. 현재 공개적으로 이용 가능한 소수의 게이트 드라이버가 몇 개 있습니다. 이제 사람들이 내셔널 LM5113보다 더 많은 드라이버를 구축하고 더 많은 옵션을 제공하기 시작했습니다. 다른 패키지의 본드 와이어조차도 너무 많은 인덕턴스를 추가하기 때문에 BGA LM5113 + LGA GaN FET는 '정규적인'구현입니다. 다시 말해, 울리는 소리는 다음과 같습니다.
EPC의 eGaN 장치는 2DEG를 활용하며 응용 분야에서 HEMT로 분류 될 수 있습니다. 이것은 그들의 어리석게 낮은 RDS (on)가 많이 나오는 곳입니다. 일반적으로 한 자리 밀리 옴입니다. 속도가 엄청나게 빠르므로 밀러 효과로 인한 턴온에 대해 잘 알고 있어야합니다. 또한 위에서 언급 한 것처럼 스위칭 루프의 기생 인덕턴스가 이러한 속도에서 훨씬 더 중요해집니다. 실제로 루프 인덕턴스를 낮게 유지하려면 유전체 두께와 구성 요소 배치를 고려해야합니다 (<3nH는 괜찮습니다. IIRC이지만 아래에 설명 된 것처럼 아래에서 볼 수 있듯이 훨씬 낮을 수 있습니다.
EPC의 경우 기존 파운드리로 제작되므로 비용이 절감됩니다. 다른 사람들은 GaN 시스템, Triquint, Cree 등을 포함합니다.이 중 일부는 RF 목적을위한 것이지만 EPC는 주로 전력 변환 / 관련 응용 프로그램 (LIDAR 등)을 대상으로합니다. GaN은 기본적으로 공핍 모드이므로 사람들은 게이트에 작은 P 채널 MOSFET을 간단히 쌓아 동작을 반전시키는 등 여러 가지 솔루션을 개선 할 수 있습니다.
또 다른 흥미로운 동작은 그 상태에서 실리콘보다 다이오드가 떨어지면 역 복구 전하의 "부족"입니다. 그것은 일종의 마케팅 일입니다. 그들은 "향상 모드 GaN HEMT에서 전도에 관련된 소수의 반송파가 없기 때문에 역 회복 손실이 없다"고 말합니다. V_ {SD}는 Si FET에서 0.8V와 비교하여 일반적으로 2-3V + 범위에서 상승한다는 점에서 시스템 디자이너로서 알고 있어야하는 것입니다.
게이트를 다시 만질 것입니다. 드라이버는 기본적으로 부품의 게이트가 깨지지 않도록 ~ 5.2V 부트 스트랩 다이오드를 내부에 유지해야합니다. 게이트 트레이스에 과도한 인덕턴스가 있으면 링잉이 발생하여 부품이 파손되는 반면 평균 Si MOSFET은 보통 +/- 20V 정도의 Vgs를 갖습니다. 나는 이것을 엉망으로 만들기 때문에 LGA 부품을 교체하는 열기 총으로 많은 시간을 보냈다.
전반적으로, 저는 응용 프로그램의 팬입니다. 나는 아직 Si와 관련하여 비용이 낮다고 생각하지 않지만 틈새 작업을하거나 최고 성능을 원한다면 GaN이 갈 길입니다 .Google Little Box Challenge의 승자는 GaN 기반을 사용했습니다. 그들의 변환기에있는 전력 단계. 실리콘은 여전히 저렴하고 사용하기 쉬우 며 사람들은 특히 신뢰성 POV를 통해이를 이해합니다. GaN 벤더는 디바이스 신뢰성 수치를 입증하기 위해 많은 시간을 할애하고 있지만 MOSFET은 디바이스 물리 레벨에서 수십 년에 걸친 교훈과 신뢰성 엔지니어링 데이터를 보유하고있어 시간이 지나도 부품이 소실되지 않도록 사람들에게 확신을줍니다.