मैं 2013 के बाद से बड़े पैमाने पर GaN का उपयोग कर रहा हूं, मुख्य रूप से एक आला आवेदन के लिए जो आसानी से लाभ प्राप्त कर सकता है GaN ने सी-रेडिएशन सहिष्णुता से अधिक है। पंचर और SEGR से पीड़ित होने के लिए कोई गेट-ऑक्साइड नहीं है, और सार्वजनिक अनुसंधान ने न्यूनतम गिरावट के साथ 1MRad के पिछले हिस्सों को दिखाया है। छोटे आकार के रूप में अच्छी तरह से आश्चर्यजनक है - शायद एक चौथाई या दो (सिक्का) के आकार में, आप 10 ए + डीसी / डीसी कनवर्टर को आसानी से लागू कर सकते हैं। सीसा-मिलाप सलाखों के साथ उन्हें खरीदने की क्षमता के साथ युग्मित, और कुछ तृतीय-पक्ष उन्हें सीमांकित पैकेजों में पैकेजिंग करते हैं, वे भविष्य हैं।
यह अधिक महंगा है, और "ट्रिकियर" के साथ काम करना है। कोई गेट-ऑक्साइड नहीं है, बस एक धातु-अर्धचालक जंक्शन है, इसलिए गेट ड्राइव वोल्टेज अत्यधिक प्रतिबंधात्मक है (ईपीसी द्वारा निर्मित वृद्धि मोड के लिए) - कोई भी अतिरिक्त वोल्टेज भाग को नष्ट कर देगा। अभी सार्वजनिक रूप से उपलब्ध गेट ड्राइवरों में से केवल कुछ मुट्ठी भर हैं - लोग अब केवल अधिक ड्राइवरों का निर्माण शुरू कर रहे हैं और हमें राष्ट्रीय LM5113 की तुलना में अधिक विकल्प दे रहे हैं। आप जिस 'विहित' कार्यान्वयन को देखेंगे, वह है BGA LM5113 + LGA GaN FETs, क्योंकि यहां तक कि अन्य पैकेजों में भी बॉन्ड-वायर बहुत अधिक इंडक्शन जोड़ते हैं। एक अनुस्मारक के रूप में, यहां बताया गया है कि रिंगिंग कहां से आती है:
EPC के eGaN डिवाइस एक 2DEG का उपयोग करते हैं और हमारे अनुप्रयोगों में HEMT के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। यह वह जगह है जहाँ उनका बहुत कम मूर्खतापूर्ण RDS (पर) से आता है - यह आमतौर पर एकल-अंकों के मिलिओम्स में होता है। उनके पास अविश्वसनीय रूप से तेज गति है, जिसका अर्थ है कि आपको मिलर-प्रभाव प्रेरित टर्न-ऑन के बारे में बहुत जागरूक होना चाहिए। इसके अतिरिक्त, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, स्विचिंग लूप में परजीवी प्रेरण इन गति से बहुत अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं - आपको वास्तव में अपने ढांकता हुआ मोटाई और घटक प्लेसमेंट के बारे में सोचना होगा ताकि लूप अधिष्ठापन कम हो (<3nH ठीक कर रहा है, IIRC, लेकिन जैसा कि नीचे चर्चा की गई है, यह बहुत कम हो सकता है), जैसा कि नीचे भी देखा गया है:
ईपीसी के लिए, वे एक पारंपरिक फाउंड्री में निर्मित होते हैं, लागत कम होती है। अन्य लोगों में GaN सिस्टम, ट्राइक्विंट, क्री, आदि शामिल हैं - उनमें से कुछ विशेष रूप से RF उद्देश्यों के लिए हैं, जबकि EPC मुख्य रूप से बिजली रूपांतरण / संबंधित अनुप्रयोगों (LIDAR, आदि) को लक्षित करता है। GaN मूल रूप से घट-घट-विधा है, इसलिए लोगों के पास उन्हें बढ़ाने के लिए अलग-अलग समाधान हैं, जिसमें इसके व्यवहार को उलटने के लिए गेट पर बस एक छोटे पी-चैनल MOSFET को स्टैक करना शामिल है।
एक और दिलचस्प व्यवहार उस स्थिति में जब एक उच्च से अधिक सिलिकॉन डायोड ड्रॉप की कीमत पर रिवर्स रिकवरी चार्ज की "कमी" है। यह एक विपणन चीज़ की तरह है - वे आपको बताते हैं कि "क्योंकि कोई भी वृद्धि वाहक GaN HEMT में चालन में शामिल अल्पसंख्यक वाहक नहीं हैं, कोई रिवर्स रिकवरी लॉस नहीं हैं"। वे किस तरह का ग्लॉस ओवर करते हैं, V_ {SD} आमतौर पर 2-3V + रेंज में एक Si FET में 0.8V की तुलना में होता है - बस एक सिस्टम डिजाइनर के रूप में जागरूक होना चाहिए।
मैं गेट पर भी फिर से स्पर्श करूँगा - आपके ड्राइवरों को मूल रूप से भागों पर फाटकों को रोकने के लिए आंतरिक रूप से ~ 5.2V बूटस्ट्रैप डायोड रखना होगा। गेट ट्रेस पर किसी भी अतिरिक्त अधिष्ठापन से रिंगिंग हो सकती है जो कि भाग को नष्ट कर देगी, जबकि आपके औसत Si MOSFET में आमतौर पर +/- 20V या उसके आसपास Vgs होता है। मुझे एक एलजीए भाग की जगह गर्म हवा वाली बंदूक के साथ कई घंटे बिताने पड़े क्योंकि मैंने इसे गड़बड़ कर दिया।
कुल मिलाकर, मैं अपने आवेदन के लिए भागों का प्रशंसक हूं। मुझे नहीं लगता कि सी के साथ लागत अभी भी नीचे है, लेकिन अगर आप आला काम कर रहे हैं या उच्चतम संभव प्रदर्शन चाहते हैं, तो GaN जाने का तरीका है - Google लिटिल बॉक्स चैलेंज के विजेताओं ने GaN- आधारित का उपयोग किया उनके कनवर्टर में पावर स्टेज। सिलिकॉन अभी भी सस्ता है, उपयोग में आसान है, और लोग इसे समझते हैं, खासकर एक विश्वसनीयता पीओवी से। GaN विक्रेताओं अपने डिवाइस की विश्वसनीयता के आंकड़ों को साबित करने के लिए बड़ी लंबाई में जा रहे हैं, लेकिन MOSFETs ने लोगों को समझाने के लिए डिवाइस भौतिकी स्तर पर कई दशकों के सबक-सीखा और विश्वसनीयता इंजीनियरिंग डेटा दिया है कि समय के साथ हिस्सा जलने नहीं जा रहा है।