Page 34 - 縱橫半導體檢測—TOF-SIMS扮演要角

DESIGN FEATURES
圖5:Hexagem將GaN集結到Si上。
(來源:Hexagem) 變器解決方案。Ricardo測試了
Chowdhury說，儲存電荷Qrr 較低或幾乎沒有Qrr，有助於降低 濾波器的設計複雜性，並大幅提 高開關性能。如果理解閘極驅動電 路，如何使用GaN功率電晶體就會 變得更容易。合適的去耦緩衝電路 有助於輕鬆並聯功率GaN FET。最 大的難題在於處理高電壓和開關 頻率，許多工程師以前可能從未使 用矽技術處理過這些問題。
關斷損耗降低了，電容器、電感器 和變壓器的重量和體積也會相應 減小，因而適於電動車充電器和 逆變器等應用。
GaN在這一領域的應用，圖6是將 GaN和SiC分別用於30kW牽引逆 變器的比較。Rodriguez說:「從 模擬中可以看出峰值的不同。在此 最引人注目的是損耗分佈圓形圖， 這很有趣，因為它顯示使用SiC設 計轉換器可以讓開關損耗和傳導 損 耗 大 致 相 等。」在 圖 6 中，開 關 損 耗佔據了大部份，約為63%，其餘 為傳導損耗;但在GaN逆變器中， 情況又不同。換句話說，開關損耗 幾乎被消除了，最終多個元件(如 匯流排偏置和PCB)會產生大量的 傳導損耗。
GaN功率半導體作為下一代 高性能電動車的關鍵元件，有助 於縮減尺寸和重量，同時提高效 率，因而越來越受到關注。與基於 矽的系統相比，工程師使用GaN 創建的電力電子系統外形減小了4 倍、重量更輕、能量損耗也減少了 4倍。零反向恢復可減少電池充電 器和牽引逆變器中的開關損耗， 同時具有頻率更高和開關速率更 快的優點。此外，由於開關導通和
電源轉換器設計人員一直在 尋找提高效率和功率密度的方 法，WBG技術提供了可行的解決方 案。設計人員可以採用越來越多的 GaN電晶體解決方案，但與矽電晶 體一樣，單個GaN電晶體的電流處 理能力仍然有限。並聯此類元件是 一種常見方法。Honea說:「GaN 的一個有趣之處在於其功率大小 可以擴展，透過並聯GaN電晶體， 我們可以擴展功率。然而，將其並 聯之後可能大幅增加共振，因此 必須確保不會使其激發和放大。」
「現在，你當然可以決定並聯 元件，這會使成本增加，但也將會 減少傳導損耗，而不至於對開關 損耗產生太大影響。」他補充道， 「使用SiC就無法做到這一點，因 為它存在開關損耗，並聯元件將使
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設計
Rodriguez表示，Ricardo多 年來一直在利用SiC開發牽引逆