德州儀器推業界首款GaN FET 搶攻汽車、工業市場

德州儀器（TI）近日拓展其高壓電源管理產品組合，推出適用於汽車及工業應用的650-V及600-V氮化鎵場效電晶體（GaN FET），整合快速開關的2.2-MHz 閘極驅動器，相較於既有解決方案，其能協助工程師實現電源密度加倍、效率高達99％，且電磁尺寸縮小59％。

TI運用特殊氮化鎵及矽基氮化鎵（GaN-on-Si）基板技術，研發最新場效應電晶體（FET），在成本與供應鏈方面均優於碳化矽等其他基板材質。

汽車電氣化正顛覆汽車產業，消費者也希望充電能更快速、續航力更長，故工程師必須設計出體積更小、重量更輕的車載系統。有了TI最新的車用GaN FET，相較於矽或碳化矽解決方案，電動車車載充電器和DC／DC轉換器尺寸可減半，進而延長電池續航力、提升系統可靠度、降低設計成本。在工業設計中，AC／DC供電應用（如5G電信整流器、伺服器電源供應器）重視低損耗及縮減的電路板面積，新裝置可達到高效率及電源密度要求。

Strategy Analytics動力系統、車體、底盤與安全服務總監Asif Anwar表示，「氮化鎵等寬能隙半導體（wide-bandgap semiconductor）技術將種種實際技術帶入電力電子領域，但目前在xEV市場的普及率仍有限，尤其是高電壓系統。TI在電源管理市場投資研發逾十年，塑造出獨特的全方位策略，以獨有的矽基氮化鎵裝置，結合最佳化的矽驅動器技術，成功將氮化鎵導入新應用」。

TI 高壓電源副總裁 Steve Lambouses指出，「工業和汽車應用愈來愈需要在更小的空間內提供更大的電源，設計人員推出的電源管理系統必須具備實證，以便在終端設備內長期穩定運作，TI研發氮化鎵技術，完成超過4000萬小時可靠性測試，以及超過5 GWh的電源轉換應用測試，協助工程師在各市場滿足終生可靠的要求」。

氮化鎵具備快速開關優勢，能打造體積更小、重量更輕、效率更高的電源系統，過去爲了提高開關速度，總得犧牲功率。爲了減少功率損耗，最新GaN FET運用 TI的理想二極體模式。

以PFC爲例，相較於分離式的氮化鎵和碳化矽金屬氧化物矽FET（MOSFETs），理想二極體模式減少的第三象限損耗高達66％；理想二極體模式不需要自適應性死區控制（adaptive dead-time control），故可降低韌體複雜度及縮短研發時間。