不久前，意法半导体发布了一种新的MASTERGAN1产品，该产品集成了一个半桥驱动器和两个增强型氮化镓（GaN）晶体管。类似的竞争产品仅包含一个氮化镓晶体管。这使得ST的MASTERGAN1在半桥拓扑的应用中具有明显的优势。例如，在常见的AC-DC系统中，LLC谐振转换器，有源钳位反激或正向，图腾柱PFC等。这种新设备具有很高的象征意义，因为集成度更高，设计和应用也更容易。当前，当工业上使用这种电源设备时，它们主要用于电信设备或数据中心的电源中。现在，借助MASTERGAN1，工程师可以为智能手机充电器和USB-PD适配器设计更小，更高效的电源。为什么在智能手机电源中使用氮化镓？近年来，智能手机，平板电脑或笔记本电脑的功能成倍增加。为了给消费者带来更好的体验，制造商必须增加电池容量。但是，由于电池材料技术的局限性，很难在电池容量上取得重大突破。因此，快速充电技术的发展已成为制造商的首选。借助USBPowerDelivery（USB-PD）和快速充电技术，您可以在不到十分钟的时间内达到50％的电量。这要求充电器在短时间内输出100W甚至更高的功率。在保持充电器尺寸相同的前提下，必须提高开关频率。目前，带有GaN晶体管的充电器尚未普及，较高的设计难度首当其冲。以中型甚至大型公司的工程师为例，要说服领导层使用新技术并不容易，因此帮助决策者理解这项技术非常重要。同时，GaN晶体管印刷电路板的设计不同于普通的硅管，设计稳定可靠的GaN晶体管电路板也是主要的挑战。 MASTERGAN1的意义在于它可以解决所有这些问题，并使整个设计简单可靠。了解氮化镓的电特性[EVALMASTERGAN1]当小型设备需要高功率时，由于其固有的特性，氮化镓可以发挥重要作用。这种材料本身并不新鲜。自1990年代以来，我们一直在将其用于LED，而自21世纪以来，我们已将其用于蓝光阅读器。如今，创始人可以在硅晶片上生成氮化镓薄层，从而制造出具有独特性能的晶体管。氮化镓的带隙为3.39eV，远高于硅（1.1eV）和碳化硅（2.86eV）。因此，它的临界电场也高得多，这意味着它可以在高频下提供更高的效率。这些特性的根本原因来自GaN的分子结构。镓本身是电导率低的导体。但是，当氮原子破坏镓晶格时，它将显着增加结构的电子迁移率（1700cm2 / Vs），因此电子可以以更高的速度移动而损失更少。在开关频率高于200khz的场景中使用时，使用GaN的效率更高。它可以实现更小巧，更具成本效益的系统。 EVALMASTERGAN1，眼见为实。尽管有这些理论知识，仍然很难说服决策者。尽管GaN晶体管并不是什么新鲜事物，但它们在大批量产品电源中的使用仍然是新颖的。为了简化GaN和MASTERGAN1的功能显示，您必须依靠EVALMASTERGAN1板。它是一个真正可见的物理平台，显示电源中单个包装的外观。用户可以选择添加一个低端分流器或一个外部自举二极管，以更好地适应端子设计。此外，可以访问MASTERGAN1的所有引脚，以帮助开发人员进行初始调试和应用。 MASTERGAN1：使用氮化镓进行设计以降低设计复杂性[MASTERGAN1]从概念验证到定制设计可能充满挑战。评估板的原理图是一个很好的起点，但是高频应用则比较棘手。如果PCB上的走线太长，寄生电感将导致错误的开关问题。对于半桥转换器，需要两个GaN晶体管，但是大多数竞争设备仅提供一个。 MASTERGAN1是一款独特的产品，因为它是集成了两个GaN晶体管的单芯片。因此，工程师不必处理与此类应用程序相关的复杂性。同样，特定的GaN技术和栅极驱动器上的优化设计也意味着该系统不需要负电压shu。