直播 FAQ：安世半导体高功率 GaN FET 助力新一代高效的电源设计

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直播详情： 安世半导体高功率 GaN FET 助力新一代高效的电源设计

 

直播讲师：

陈秋明｜ Nexperia GaN FET首席应用工程师

 

直播FAQ

1、实际的应用案例中GAN器件能做到多高的开关频率，能做到4M这样的频率吗？
A：GaN的理论工作频率可以达到10M以上的开关频率，比如RF-GAN，但是实际的开关电源设计里，一般工作频率不会高于1MH在，因为受限于目前磁芯器件的技术的限制，同时效率也会有明显的降低
2、GAN是提高开关频率实现低功耗吗？
A：GaN可以提供更低的导通电阻，同时更快的开关速度及极低的反向恢复电荷，可以实现更低的开关损耗和导通损耗，实现高效率的设计。
3、GaN的耐压一般考虑到什么级别?
A：GaN耐压目前可以做到900V，未来会做到1200V，但是Nexperia 650V GaN具有800V的瞬态过电压能力
4、安世的GaN FET可以可靠使用多少小时？
A：Nexperia GaN可以通过JEDEC和AEC-Q101严苛的认证，根据电源、温度加速实验的模型，预估在480V/-40℃时，在1%失效率时可以具有300~500年的寿命。
5、安世的GaN FET有过流保护功能吗？
A：Nexperia GaN是分立的功率半导体器件，没有集成过电流的保护功能
6、转换效率，一般多少，
A：Nexperia GaN由于更快的开关速度、更小的能量损失，以230V转400V的DC/DC Boost为例，可以实现99.1%的峰值效率
7、安世现在有针对消费级65w,120w推出的GAN芯片吗
A：Nexperia GaN专注于高效率、高功率密度的工业和汽车市场
8、安世的GaN有哪些优势特点？
A：Nexperia 级联结构(cascode)的氮化镓，与传统硅 MOSFET兼容的行业标准驱动器，栅极驱动非常简单；可靠的栅氧化层质量(Vgs.max=± 20 V)；高栅极阈值电压(+4 V)，良好的栅极抗噪音能力，不需要负压驱动；出色的体二极管(低Vf)，超低反向恢复损耗；瞬态过电压能力（650 V器件为800 V）。
9、GaN 在反向电流导通中的类似二极管行为是如何的？
A：Nexperia采用的是级联结构的设计，由耗尽型的D-mode GaN和30V 传统Si-FET串联而成，具备优秀反向导通能力，非常低的Vf，实现死区时间内更低的损耗。以GaN039-650WSA为例，在12.5A时，反向导通只有1.35V
10、应用领域有哪些？
A：Nexperia专注于高功率密度、高效率、高可靠性的应用市场，主要包括汽车、数据中心、电信基站-5G、动力系统、逆变器和充电桩等能源系统，
11、GaN技术的系统评估板有没有 ，可不可以申请
A：安世根据自己的氮化镓产品，有做出一系列的氮化镓评估板，可以联系Nexperia销售或者通过代理，申请Nexperia的评估板
12、GaN FET 与传统 MOS相比 开关损耗谁大呢？
A：氮化镓更快的开关速度和极低的反向恢复电荷，具有更低的开关损耗
13、氮化镓可以用在哪一些拓扑结构上?
A：氮化镓可以使用在AC-DC PFC，或者PSFB、LLC的DC/DC及DC-AC的拓扑结构上
14、太阳能逆变有用吗
A：氮化镓是非常适合光伏逆变的，以户用逆变器为例，有DC/DC Boost和DC-AC，都可以使用氮化镓提供系统效率，降低输出滤波器的尺寸，同时降低系统成本
15、在升压转换器中将GaN FET与Si FET进行比较时，GaN FET具有哪些出色的性能？
A：更快的开关速度和极低的反向恢复电荷，更低的开关损耗，可以实现99.1%的峰值效率。
16、功率GaN解决方案有没有反向恢复损耗？
A：耗尽型的氮化镓没有寄生的体二极管，故没有少数载流子的反向恢复损耗。但是，根据JEDEC的测试电路，在MOSFET关断后，仍需给寄出的输出电荷充电，这部分也是反向恢复测试的能量。Nexperia级联结构的GaN，拥有比传统硅MOSFET低15被以上的反向Qrr
17、如果没有体二极管，会有很多应用空间，驱动电路上是否要加入上升时间控制，否则电压应力只能靠吸收电路来解决。
A：即使是传统的硅MOSFET，内部有寄生体二极管，在设计时也是需要加一些吸收电路，来抑制振荡。但是氮化镓更低的Qoss和Qrr，可以降低电压尖峰和振铃时间。驱动电路的设计上，需要根据实际的测试波形，调整Rgate的阻值，调整上升和下降的斜率，保证系统高效稳定的运行
18、使用什么样的栅极驱动器比较好？
A：建议使用隔离的驱动器，CMTI大于50V/ns，比如Silicon Lab Si8230
19、开关品质因数是多少
A：开关品质因数是评估功率半导体器件非常重要的一个指标，比如Qg和RDson的乘积
20、GaN技术技术资料那里可以下载
A：可以访问Nexperi.com，了解更多Nexperia GaN的资讯
21、安世的GaN最大耐压多少的？
A：目前已经量产的电压等级为650V，但是具备800V的瞬态过电压能力。未来会推出，更高电压等级的GaN，比如900V及1200V
22、大陆有工厂吗
A：安世半导体有自己的自有工厂，前道分别位于德国汉堡、英国曼彻斯特，后道分别在马来西亚芙蓉、菲律宾卡布尧、广东东莞。GAN的话前道在德国汉堡，后道在菲律宾卡布尧。
23、安世半导体的氮化镓场效应晶体管(GaN FET)，车规级有哪些型号？
A：目前 GAN039-650NBBA和GAN039-650NTBA是适合车规级。如有需求，请关注安世公众号Nexperia_China，留言说需要GAN的支持，我们会安排相关人员接洽！
24、会出内置驱动器的GaN FET吗?
A：目前会以分立器件为主
25、属于第几代半导体
A：属于宽带隙的半导体材料，国内称为第三代半导体材料。
26、安世产品在多大功率以上的电源设计有更好的性价比优势？
A：在1000W以上的电源设计会有更好的优势，我们的产品是专为高功率密度的电源设计打造。
27、GaN以后的发展趋势是怎样的?更高电压,电流?
A：是的，会往系统集成、更高功率密度，更高电压电流方向发展。
28、GaN FET 是不是对米勒效应有更好的抑制效果？
A：是的，由于GaN FET极低的Qgd，实现更快的开关速度，提高系统效率
29、安世GaN FET 是否量产
A：是的，有量产的产品了，具体请参见我们的相关产品网站https://www.nexperia.cn/products/gan-fets.html
30、供货周期如何，可以稳定供货么
A：已量产的650V 50 mohm的GaN063-650WSA，目前可以稳定供货
31、安世半导体高功率 GaN FET，价格会相比传统方案高出很多吗？
A：以3-4KW的开关电源为例，使用传统的Si FET需要采用有源全桥的交叉并联方案，而使用GaN只需使用图特柱无桥PFC的方案，大幅减少器件数量，系统成本可以实现高达30%的降低
32、有大电流IC?
A：以Nexperia 最新的铜夹片封装的CCPAK1212 GaN039-650NBB为例，25C可以支持60A的额定电流，峰值脉冲电流可达240A
33、栅极驱动抗干扰性能如何？
A：阈值电压高达4V，不需要负压驱动，更好的栅极抗噪音能力
34、开关应用是不是都能受益于氮化镓场效应晶体管？
A：在电力电子设计中，如果您追求的高效率、高功率密度、高可靠性的产品设计，开关电源通过使用的氮化镓，实现更优的开关性能及更低的系统成本
35、电源ic在pcb设计上应该多注意什么？
A：在使用氮化镓时，需要特别注意PCB的功率走线和驱动走线，减少寄生电感，实现更高的效率和保证系统稳定可靠的运行
36、在软开关拓扑的电源中,GaN FET是否像硬开关拓扑应用那样,能提高功率密度和效率?谢谢
A：在使用硅MOSFET的软开关电路设计中，由于硅器件输出电荷和反向恢复特性的限制，目前主流开关频率仍以100KHz左右为主。而在同样的电路，Nexperia氮化镓快速的切换速度和反向恢复时间，支持更高的开关频率，提高到500kHz以上。 由于二极管反向恢复的限制，而无法使用超Si FET的硬开关应用拓扑(totem pole PFC)，现在可以使用GaN FET，通过简单的控制方案充分发挥器件数量少和高效率的优势。
37、氮化镓的效率与igbt比较差多少？
A：在相同规格的器件中，以200V转400V的boost为例，氮化镓的损耗只有IGBT的一般，另外IGBT不具备反向导通能力，所以使用时仍需并联一个SIC二极管，以100KHz为例，会相差1%，频率越高，差会越明显
38、是从代理商拿货还是直接从原厂
A：早期的技术评估，可以联系原厂的销售或者通过代理，同时在Mouser上可以购买到Nexperia的氮化镓样品
39、用这个代替继电器可以不
A：这是个潜在的运用市场，追求的是低导通损耗，氮化镓可以达成更低的导通电阻，替代固态继电器，消除机械噪音，同时提供寿命和