人类最原始的冲动是前进,让事情变得更好、更快、更大。我们在半导体行业看到了同样的人类趋势,嗯,除了更大,在电子世界中实际上更小。一旦晶体管被发明出来,早期的先驱者就会问:“我们可以在同一个芯片上放置多个晶体管吗?” 导致杰克·基尔比发明了集成电路。如今,电源管理单元 (PMU) 将数量惊人的电路集成到单个 IC 中,更好、更小、更快地实现了这一目标。
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最流行的 e-mode HEMT 结构是在栅极上使用 p-GaN 层。实现的典型 Vt 在 1-2 V 范围内。HEMT 在开关应用中的固有优势得以保留,并且开关损耗可以更低。e-mode 器件的主要缺点之一是其低 Vt,这可能导致栅极对噪声和 dV/dt 瞬态的抗扰度较差。出于可靠性原因,最大栅极电压通常限制为 6-7 V,并且可能需要负电压来关闭器件。
氮化镓 (GaN) 功率器件在几个关键性能指标上都优于硅 (Si)。具有低本征载流子浓度的宽带隙允许更高的临界电场,从而允许在更高的击穿电压下具有降低的特定导通电阻 (Rds on ) 的更薄的漂移层。导通损耗可以通过较低的 Rdson 降低,而动态损耗可以通过GaN可能的更小的裸片尺寸来降低. 当它与铝基异质结构结合时形成二维电子气 (2DEG) 的能力导致了备受青睐的高电子迁移率晶体管 (HEMT) 功率器件。
从智能设备充电器等低功率、低成本应用一直到高功率汽车应用,氮化镓 FET 正成为许多产品的广泛首选。大多数情况下,设计人员对 GaN 提供的更高的效率和功率密度印象深刻,这导致器件具有比硅同类产品更大的功率能力。然而,高端音频放大器现在也越来越多地转向 GaN 技术,因为 GaN FET 的平滑开关特性导致注入放大器的可听噪声更少。
我有一个朋友喜欢世界各地的最新技术。带着对 3D 打印机的狂热,他最近邀请我去他的公寓欣赏他的新杰作,一台自制的 3D 打印机。嗯,他确实很好地为我打印了一只三条腿半个头的小狗,但真正引起我注意的是他的打印机在制作小狗时发出的小声响。因此,在赞扬了他的出色工作之后,我们花了一些时间讨论导致这种噪音的原因。
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