与硅器材比较，由于氮化镓的晶体具有更强的化学键，因而它能够接受比硅器材高出许多倍的电场而不会溃散。这意味咱们能够把晶体管的各个电端子之间的间隔缩短十倍。这样能够完成更低的电阻损耗，以及电子具有更短的转化时刻。总的来说，氮化镓器材具有更快速的开关、更低的功率损耗及更低的本钱优势。
功能优胜
优胜的功率器材必需具有以下6个特性：1)器材需求具有更低的传导损耗、更低的阻抗;2)开关必需更快速并在硬开关运用中如降压转化器
具有更低的损耗;3)更低的电容、更少充电及放电损耗;4)驱动器运用更少功率;5)器材更细微(缩小占板面积)及6)由于需求更高输出电流和功率密度而需求更低的热阻。
咱们为工程师带来可支撑意想不到的全新范畴的功率器材。在电阻方面，之前咱们在DC/DC转化器并联氮化镓场效应晶体管(eGaN FET)然后完成更高的输出电流。但是，这会添加元件的数量、本钱及复杂性并下降功率密度。与第二代氮化镓器材比较，第四代eGaN FET能够大大下降阻抗，然后使得根据eGaN FET 的DC/DC转化器具有更大电流及高功率密度。如图1所示，选用第四代30 V 的eGaN FET的转化器的阻抗仅仅1 mΩ，即下降了阻抗达2.6倍。假如选用第四代100 V的eGaN FET，与第二代100 V的器材比较，阻抗只要2.4 mΩ，即下降了阻抗达2.3倍。
图1：第二代及第四代氮化镓器材的阻抗的比较。
Drain to source：漏源电压
此外，与等效的先进硅功率MOSFET比较，第四代eGaN FET削减硬开关FOM达5倍(200 V器材)、 8倍( 100 V器材)及 4.8倍(40 V器材)，见图2。
图2：第二代及第四代氮化镓器材的硬开关FOM并与硅功率MOSFET的比较。
至于封装方面，eGaN FET假如运用MOSFET的传统封装不会比MOSFET更好。假如运用芯片规划封装，成果却天壤之别。图3是在PCB板上的一个典型晶体管的截面图。热量主要从两个途径散出：从焊锡接面散进PCB板(如RθJB展现)或从晶体的背部散出(RθJC)，之后，外壳至环境的热阻(RθCA)及电路板至环境的热阻(RθBA)将影响散热功率。尽管eGaN FET比先进的硅MOSFET的体积更小，使得热阻相对于可散热的面积来说应该添加了。但是，eGaN FET的封装具有超低的结点至电路板热阻(RθJB)并与MOSFET的封装的热阻持平。
图3：氮化镓器材的散热功率。
Silicon Substrate：硅衬底
Active GaN Device Region：活泼氮化镓器材区域
最重要的是，eGaN FET能够双面散热然后能够进一步进步其散热功率。至于从结点至外壳(RθJC)的热阻，除了30 V的MOSFET具有与eGaN FET可比的热阻外，在更高压时，eGaN FET具有无可对抗的散热功能。
电源转化体系可进步功率
图4展现了eGaN FET与先进硅MOSFET模块比较较的电源转化功率，从试验成果能够看到，eGaN FET 12 V转1.2 V、40 A的负载点转化器作业在1MHz开关频率时可完成超越91.5% 功率。此外，一个选用eGaN FET的器材、48 V 转12 V、 40 A的硬开关降压转化器而成为一个非阻隔型DC/DC中心总线转化器作业在300 kHz的频率时能够完成超越98%的功率(图5)。
图4：氮化镓器材能够进步DC/DC转化功率。
图5：eGaN FET在更高压的DC/DC转化器能够进步功率。
MOSFET Module：MOSFET 模组
Loss Reduction：损耗下降
Output Current：输出电流
Efficiency：功率
业界首个氮化镓IC
由于削减了需求相互衔接2个分立式晶体管的板位，单片式半桥器材IC系列(EPC2100)可缩小占板面积大约 30%，然后缩小全体的体系尺度，并且，由于速度添加了，因而能够去除功率环路电感。在1 MHz的作业频率下，分立式FET在更大电流下更具优势，这是由于下面的分立式FET具有更低的导通损耗。但是，在4 MHz时，单片式eGaN FET比分立式FET的功能优胜许多，这是由于减小了寄生电感，改进了地图及技能(图6)。咱们也能够使用更高压的单片式半桥eGaN FET(例如80 V 的EPC2105)高效地完成从48 V转至1 V的单级转化。
