从原理到实例：GaN为何值得期待？( 二 )

文章图片
图2GaN&Si电容特性对比
从器件的电容上看到， SJMOSFET的电容在50V内非线性特征明显，同时整体的电容值要比GaN器件大很多（结电容是GaN的3倍）。这是因为，二维电耦合型的SJ器件虽然比平面MOS拥有着更小的器件面积，但由于其依靠靠PN结的横向耗尽来实现抗耐压，因此PN结的接触面积要大很多，在器件D-S间电压较低时， PN结内建电场形成的接触面造成了其初始Coss&Crss等参数要比D-S高电压状态大几个量级；同时器件从不完全耗尽到全耗尽状态，器件空间电荷区展宽，导致了CGD和CDS在电容曲线上出现突变点。这种电场在很窄电压范围的突变，也恰恰影响着工程师们关注的EMI问题，如何去优化使其曲线变缓成为多家设计公司的特色工艺。

文章图片
图3硅器件Cgd突变
然而GaN的出现，却轻松的解决了该问题， GaN的电容曲线变化相对在一个较小的范围，且不存在突变，因此在电源应用的EMI调试过程，效果优于SJMOSFET 。接近线性的Coss,使得应用开关过程dv/dt的波形更接近一个没有弧度的斜线让其变得优雅。

文章图片
图4GaN反激Vds开关上升沿
较低的结电容也使得器件的能量等效电容(Coer)和Eoss远小于同规格SJMOS器件，使得电源在硬开关过程中的容性损耗大大减小，能够显著减少器件发热；与此同时，在电源软开关过程中达到ZVS所抽取的结电容电荷更少，使得系统拥有更高的开关频率和更小的死区时间，进一步的减小系统体积。

文章图片
图五GaN&Si器件Eoss和Coer差异
随着GaN的高效率得到实际验证，市场对于GaN的信心逐渐增强，优势日益显著以及用量不断增长，未来功率GaN技术将成为高效率功率转换的新标准。以下是维安新推出的E-ModeGaN器件，欢迎大家前来索样并与维安的专家讨论其特性。

文章图片
【从原理到实例：GaN为何值得期待？】表三维安GaN晶体管新品列表