打开高效能源之门的钥匙—英飞凌氮化镓CoolGan功率器件测评docx,英飞凌是目前唯一覆盖普通硅、碳化硅、氮化镓三种工艺的功率管的公司。提到英飞凌，大家都知道他的CoolMOS™ Mosfet。笔者最近拿到了英飞凌推出的CoolGaN™ 产品——IGO60R070，下面分享给大家。
英飞凌氮化镓CoolGan功率器件是新一代高效能源技术的重要组成部分，其核心优势在于其采用的氮化镓（GaN）材料。氮化镓是一种宽禁带半导体材料，相较于传统的硅（Si）和碳化硅（SiC）材料，它具有更高的饱和电子迁移率、工作频率和耐压能力，这使得基于氮化镓的功率器件能够在更小的体积内实现更高的功率密度和效率。
氮化镓与硅的结构差异显著，硅是垂直型结构，而氮化镓则是平面型结构，这使得氮化镓器件在设计和应用上有着天然的优势。氮化镓的带隙为3.4电子伏特，远大于硅的1.1电子伏特，这使得氮化镓器件能够承受更高的工作电压，从而适用于高压应用，例如高功率开关电源和电动汽车充电系统。
英飞凌的CoolGaN™产品系列，如IGO60R070，因其在高频下的优秀性能，成为了设计者们关注的焦点。在高频应用中，设计者需要考虑如何优化驱动方案，确保器件能在高频下稳定工作且保持高效率。与硅基CoolMOS™ MOSFET或碳化硅功率管相比，氮化镓器件的驱动特性有所不同。
在驱动特性方面，传统的MOSFET和SiC FET是电压控制型器件，其导通状态由栅极电压决定。而氮化镓的CoolGaN™器件则表现出与传统器件不同的行为。例如，IGO60R070D1在标准的栅极电压范围内并未完全导通，这不同于硅MOSFET和碳化硅功率管。其规格书提供了不同栅极源电流（Igs）下的IV曲线，而非不同栅极电压下的IV曲线，这暗示了氮化镓器件可能更依赖于电流控制。
通过实验测试，当电流增加到14mA至15mA时，IGO60R070D1才进入完全导通状态，这表明其驱动机制可能更接近于电流型控制。不过，与传统的电流控制器件相比，其驱动电流仍远低于常见的电压控制器件，例如MOSFET的驱动电流通常在微安级别，而氮化镓器件的驱动电流可以达到毫安级别。
对比MOSFET和SiC FET的驱动IV曲线，可以发现氮化镓器件的驱动电流响应更加平滑，且在较高的Vds下更容易进入导通状态。这要求设计者在设计氮化镓功率器件驱动电路时，需要特别关注电流控制和电压控制的差异，以确保最佳的开关性能和可靠性。
英飞凌的氮化镓CoolGan功率器件开启了高效能源的新篇章，但同时也对工程师提出了新的挑战，如何正确理解和应用其独特的驱动特性，将是实现高性能、高效率电源系统的关键。对于设计者来说，深入理解氮化镓器件的工作原理，以及如何适应其电流驱动的需求，将有助于在实际应用中充分发挥氮化镓器件的潜力。
