德州仪器推业界首款GaN FET 抢攻汽车、工业市场

德州仪器（TI）近日拓展其高压电源管理产品组合，推出适用于汽车及工业应用的650-V及600-V氮化镓场效电晶体（GaN FET），整合快速开关的2.2-MHz 闸极驱动器，相较于既有解决方案，其能协助工程师实现电源密度加倍、效率高达99％，且电磁尺寸缩小59％。

TI运用特殊氮化镓及矽基氮化镓（GaN-on-Si）基板技术，研发最新场效应电晶体（FET），在成本与供应链方面均优于碳化矽等其他基板材质。

汽车电气化正颠覆汽车产业，消费者也希望充电能更快速、续航力更长，故工程师必须设计出体积更小、重量更轻的车载系统。有了TI最新的车用GaN FET，相较于矽或碳化矽解决方案，电动车车载充电器和DC／DC转换器尺寸可减半，进而延长电池续航力、提升系统可靠度、降低设计成本。在工业设计中，AC／DC供电应用（如5G电信整流器、伺服器电源供应器）重视低损耗及缩减的电路板面积，新装置可达到高效率及电源密度要求。

Strategy Analytics动力系统、车体、底盘与安全服务总监Asif Anwar表示，「氮化镓等宽能隙半导体（wide-bandgap semiconductor）技术将种种实际技术带入电力电子领域，但目前在xEV市场的普及率仍有限，尤其是高电压系统。TI在电源管理市场投资研发逾十年，塑造出独特的全方位策略，以独有的矽基氮化镓装置，结合最佳化的矽驱动器技术，成功将氮化镓导入新应用」。

TI 高压电源副总裁 Steve Lambouses指出，「工业和汽车应用愈来愈需要在更小的空间内提供更大的电源，设计人员推出的电源管理系统必须具备实证，以便在终端设备内长期稳定运作，TI研发氮化镓技术，完成超过4000万小时可靠性测试，以及超过5 GWh的电源转换应用测试，协助工程师在各市场满足终生可靠的要求」。

氮化镓具备快速开关优势，能打造体积更小、重量更轻、效率更高的电源系统，过去为了提高开关速度，总得牺牲功率。为了减少功率损耗，最新GaN FET运用 TI的理想二极体模式。

以PFC为例，相较于分离式的氮化镓和碳化矽金属氧化物矽FET（MOSFETs），理想二极体模式减少的第三象限损耗高达66％；理想二极体模式不需要自适应性死区控制（adaptive dead-time control），故可降低韧体复杂度及缩短研发时间。