GaN技术特点及应用误解一：氮化镓GaN功率器件更难使用

氮化镓GaN功率器件更难使用这一应用误解陈述分为两个子类：

（1）首先，氮化镓GaN功率器件更难使用的说法提到了GaN器件对PCB布局中小型寄生电感的灵敏度。

图1：（左）EPC2302是一个100V、1.8MΩ（最大值）增强型GaN-on-Si晶体管，采用3 x 5mm PQFN封装。（右）EPC23101是一款100 V、3.3 mΩ（最大值）的高端FET，包括3.5 x 5 mm PQFN中的电平移位、自举和低端驱动电路

GaN器件的速度非常快。它们的速度意味着电压和电流的快速变化，即使加上少量的电感，也会导致不必要的超调和振荡。这些情况会导致过电压和电磁干扰。

已经有书籍和论文提供了布局技术，可以在不增加设计成本的情况下减少增加在PCB中的寄生电感。甚至更好的是，EPC2152单片功率级等产品集成了各种组件，这些组件可以负责寄生功率回路、公共源或门回路电感。

当然，将有越来越多的此类器件可用，它们可以在不影响性能或成本的情况下减轻设计活动的负担。

最近，EPC推出了一系列封装器件，用于那些由于芯片级封装的制造担忧而不太倾向于采用GaN的设计。图1左侧是EPC2302 eGaN FET。它位于一个3 x 5 mm的PQFN封装中，端子之间的最小间距为0.6 mm。该器件的背面暴露在外，以便有效地吸热。

图1右侧是一个配套集成电路EPC23101，它具有所有必要的集成电路，当与EPC2302组合时，可以构成一个完整的功率级电路。

使用PQFN封装的另一个优点是，将在一个通用封装中提供多个设备额定值（电压、RDS(ON)），从而在客户终端产品设计中提供更大的灵活性。

（2）其次，氮化镓GaN功率器件更难使用的说法涉及芯片级封装及其端子之间的小间距。

当用户之前的体验仅限于传统的功率MOSFET封装（如PQFN）时，芯片级封装（如图2所示）可能很难使用。

WLCS格式化的器件会因为要求更紧密的几何结构而导致成品PCB板成本更高。此外，有源GaN晶体管所在的WLCS器件的暴露硅衬底在制造过程中更容易发生芯片剥落。

然而，也有一些抵消优势转化为更高的性能和更低的成本最终产品。这些优点包括更小的尺寸、更低的寄生电阻和电感、更少的可靠性问题，以及在使用顶部冷却时更有效的散热。

这些原因导致电力系统设计师希望成为性能方面的领导者，从而掌握使用高性能GaN WLCS产品的大批量制造。许多电子系统制造商（ESM）在这些组装过程中也经过了审核和认证。事实上，在一些高性能或大容量应用中，硅IC采用了WLCS封装。