Tôi đã sử dụng GaN rộng rãi từ năm 2013 hoặc lâu hơn, chủ yếu cho một ứng dụng thích hợp có thể dễ dàng hưởng lợi từ một lợi thế to lớn mà GaN có được nhờ khả năng chịu bức xạ Si. Không có cổng oxit để đâm thủng và bị SEGR, và nghiên cứu công cộng đã chỉ ra những phần sống qua 1MRad với sự xuống cấp tối thiểu. Kích thước nhỏ cũng rất tuyệt vời - với kích thước có thể bằng một hoặc hai (đồng xu), bạn có thể thực hiện bộ chuyển đổi 10A + DC / DC một cách dễ dàng. Cùng với khả năng mua chúng bằng các thanh hàn chì và một số bên thứ ba đóng gói chúng trong các gói kín, chúng là tương lai.
Nó đắt hơn và "phức tạp hơn" để làm việc. Không có cổng oxit, chỉ là một điểm nối bán dẫn kim loại, vì vậy điện áp ổ đĩa cổng rất hạn chế (đối với chế độ tăng cường do EPC chế tạo) - bất kỳ điện áp dư thừa nào cũng sẽ phá hủy bộ phận. Hiện tại chỉ có một số trình điều khiển cổng có sẵn công khai - mọi người mới bắt đầu xây dựng nhiều trình điều khiển hơn và cung cấp cho chúng tôi nhiều tùy chọn hơn LM5113 Quốc gia. Việc triển khai 'chính tắc' mà bạn sẽ thấy xung quanh là FETs LM5113 + LGA GaN, bởi vì ngay cả các dây liên kết trong các gói khác cũng có quá nhiều điện cảm. Xin nhắc lại, đây là nơi tiếng chuông đó đến từ:
Các thiết bị eGaN của EPC sử dụng 2DEG và có thể được phân loại là HEMT trong các ứng dụng của chúng tôi. Đây là nơi có rất nhiều RDS thấp (ngu ngốc) của họ đến từ - thường là trong các milliohms một chữ số. Chúng có tốc độ cực nhanh, điều đó có nghĩa là bạn phải rất chú ý đến việc bật hiệu ứng Miller. Ngoài ra, như đã đề cập ở trên, các cuộn cảm ký sinh trong vòng chuyển mạch trở nên quan trọng hơn nhiều ở các tốc độ này - bạn thực sự phải suy nghĩ về độ dày điện môi và vị trí thành phần để giữ cho độ tự cảm của vòng lặp đó thấp (<3nH đang hoạt động tốt, IIRC, nhưng thảo luận dưới đây, nó có thể / nên thấp hơn nhiều), như được thấy dưới đây:
Đối với EPC, chúng cũng được xây dựng tại một xưởng đúc thông thường, giảm chi phí. Những người khác bao gồm các hệ thống GaN, Triquint, Cree, v.v. - một số trong số đó dành riêng cho mục đích RF, trong khi EPC chủ yếu nhắm vào các ứng dụng chuyển đổi / liên quan đến năng lượng (LIDAR, v.v.). GaN cũng là chế độ cạn kiệt, vì vậy mọi người có các giải pháp khác nhau để cải thiện chúng, bao gồm đơn giản là xếp một MOSFET kênh P nhỏ trên cổng để đảo ngược hành vi của nó.
Một hành vi thú vị khác là "thiếu" phí phục hồi ngược, với chi phí giảm đi mức cao hơn so với silicon khi ở trạng thái đó. Đó là một điều tiếp thị - họ nói với bạn rằng "bởi vì không có nhà cung cấp thiểu số nào tham gia vào việc dẫn truyền trong GaN HEMT ở chế độ nâng cao, nên không có tổn thất phục hồi ngược". Điều khiến họ chú ý là V_ {SD} thường nằm trong phạm vi 2-3V + so với 0,8V trong Si FET - chỉ là điều cần biết khi là nhà thiết kế hệ thống.
Tôi cũng sẽ chạm vào cổng một lần nữa - về cơ bản các trình điều khiển của bạn phải giữ một diode bootstrap ~ 5.2V bên trong để ngăn chặn các cổng trên các bộ phận. Bất kỳ độ tự cảm quá mức nào trên dấu vết cổng có thể dẫn đến đổ chuông sẽ phá hủy bộ phận, trong khi Si MOSFET trung bình của bạn thường có VSS khoảng +/- 20V hoặc hơn. Tôi đã phải dành nhiều giờ với một khẩu súng không khí nóng thay thế một bộ phận LGA vì tôi đã làm hỏng điều này.
Nhìn chung, tôi là một fan hâm mộ của các bộ phận cho ứng dụng của tôi. Tôi không nghĩ rằng chi phí đã giảm ở đó với Si, nhưng nếu bạn đang làm công việc thích hợp hoặc muốn có hiệu suất cao nhất có thể, GaN là cách tốt nhất - những người chiến thắng Thử thách Google Little Box đã sử dụng dựa trên GaN giai đoạn sức mạnh trong chuyển đổi của họ. Silicon vẫn rẻ, dễ sử dụng và mọi người hiểu nó, đặc biệt là từ POV đáng tin cậy. Các nhà cung cấp GaN sẽ nỗ lực hết sức để chứng minh con số độ tin cậy của thiết bị, nhưng MOSFE có nhiều thập kỷ dữ liệu kỹ thuật học được và độ tin cậy ở cấp độ vật lý của thiết bị để thuyết phục mọi người rằng phần đó sẽ không bị cháy theo thời gian.