氮化镓（GaN）技术解析：D-GaN与E-GaN的应用对比- 大数跨境

深圳市创飞芯源半导体有限公司

2024-08-23

导读：随着第三代半导体材料——氮化镓(GaN)技术的兴起，我们正步入一个电力电子设备性能飞跃的时代。

随着第三代半导体材料——氮化镓(GaN)技术的兴起，我们正步入一个电力电子设备性能飞跃的时代。在这一前沿技术中，耗尽型D-GaN和增强型E-GaN是两个重要分支。今天，我们就来聊聊它们在应用上的区别。

第三代半导体的挑战与机遇

作为第三代半导体材料，GaN对工程师提出了更高的理论和经验要求。这不仅因为其物理特性与传统的硅材料有显著不同，更因为要充分发挥GaN的优势，需要对驱动技术和电路设计有深入的理解和创新。

D-GaN与E-GaN应用对比

D-GaN，耗尽型氮化镓，是一种"常开"的器件。在没有栅极电压时，它自然处于导通状态。这一特性使得D-GaN能够直接利用现有的低压Si MOSFET驱动技术和驱动IC。对于追求高频工作的电路设计，工程师只需对开通和关闭的电路参数进行微调，便能发挥D-GaN的全部潜力。

与D-GaN不同，E-GaN，增强型氮化镓，是一种"常关"的器件。它需要栅极电压来开启导电通道。为了完全发挥E-GaN的优势，工程师需要设计专用的驱动IC或驱动电路，以满足其对精确控制的需求。

E-GaN的挑战：反向传导与死区时间

相比之下，E-GaN由于缺少反向体二极管，在反向传导时需要特别注意死区时间的处理。随着功率的增加，这一挑战变得更加艰巨，因此在多管并联的应用中，E-GaN并不被推荐。

内部结构如下，供大家参考。

	创飞芯源 G2N65R035TQ-H	英诺赛 INN650TA050AH
内部晶圆	双晶圆：D-GaN+Si Mos	单晶圆 E-GaN
特点对比	1.栅极可靠性高，驱动简单，易使用，无需负压驱动可直接替换SJ Mos和SiC Mos； 2.开关速度比E-GaN差，但优于SiC Mos； 3.有一定的Qrr损耗； 4.反向导通压降最小；	1.开关速度最快； 2.栅极漏电流大，驱动范围最窄，驱动电路要小心设计； 3.无Qrr损耗；
器件内部晶圆示意图
GaN晶圆结构示意图