第三代半导体氮化镓65W快充芯片已经成为行业主流？

氮化镓（GaN）功率芯片将多个电力电子功能集成到一颗GaN芯片中，可有效提高产品充电速度、效率、可靠性和成本效益。在很多情况下，GaN功率芯片可以使先进的功率转换拓扑从学术概念和理论达到行业标准，并成为量产设计的催化剂。GaN芯片是提高整个系统性能的关键，关键是要打造出接近“理想开关”的电路元件。

Keep Tops 氮化镓属于耗尽型GaN(Depletion-Mode,D-mode)，在内部集成串联了一个低压增强型N沟道MOS实现常关，通过控制串联的N沟道MOS来实现开关，行业内一般采用的是级联(Cascode)结构，也称为共源共栅型；Cascode结构其驱动兼容传统N沟道MOS 控制器，相比于增强型氮化镓，无需对电路重新设计，同时保留了氮化镓低开关损耗以及低压N沟道MOS的低栅极电荷等优势。对于可高达1 MHz开关频率的操作，Cascode结构的GaN最为适合。下图所示的Direct-drive，串联低压Si MOS且集成负压驱动，可以直接驱动。耗尽型氮化镓能够使用为硅MOS而设计的控制器，更容易实现大功率应用设计。

半桥电路是电力电子行业的基本拓扑，适用于从智能手机充电器到电动汽车的所有领域。高频开关可以缩小磁性元件和其他无源元件的尺寸，从而显着降低成本和重量，同时提供更快的充电体验。然而，在半桥电路中以如此高的频率向浮动高侧开关提供功率和信号在业界是无法实现的。由于硅器件的开关速度慢、驱动器和 FET 之间的寄生阻抗、高电容硅 FET 以及性能较差的转换器/隔离器，因此硅器件无法实现更高的频率。 GaN 半桥功率 IC 包含关键的驱动、逻辑、保护和电源功能，消除了与传统半桥解决方案相关的能量损失、高成本和设计复杂性。

Keep Tops推出的全球首款氮化镓功率芯片可同时提供高频和高效率，实现电力电子领域的高速革命，使充电器的充电速度提高了三倍，但尺寸和重量仅为传统硅设备充电器的一半。或者在不增加尺寸或重量的情况下将充电器的充电功率提高3倍。

氮化镓有什么好处？

我们将这种材料技术带来的优势解读为产品和行业两个层面。

对于产品：在电力电子领域，基于GaN材料的功率器件具有更高的功率密度输出和更高的能量转换效率。 此外，系统可以小型化、轻量化，有效减小电力电子器件的体积和重量，从而大大降低系统制造和生产成本。对于行业而言：相关数据显示，在低压市场，GaN的应用潜力甚至可以占据整个电力市场的68%左右。

审核编辑 黄宇