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用 GaN 实现未来供电
通常，谈及半导体和晶体管时，我想到的往往都是硅器件。随着替代技术逐渐成熟，尤其是电源方面，这种情况可能会有所变化。氮化镓，即 GaN，正是这类替代技术之一。工程师总是精益求精，而基于 GaN 的系统最大优势之一在于功率密度更高。相较于硅器件，GaN 器件的开关速度更快、电流更大且封装更小。听起来相当不错，对吧？
您可能已经猜到，这些优势并非“免费的午餐”。GaN FET 对栅极电压的要求相当严苛，因此使用适当的栅极驱动器至关重要。例如，Texas Instruments 的 LMG1210 驱动器可将栅极电压安全地控制在 5 V。他们提供了一个半桥驱动器参考设计，将其驱动器与 EPC 的增强型 GaN FET 和 Wurth 的电感器结合在一起。该解决方案的工作频率高达 50 MHz，充分展现了 GaN 的高速开关功能，同时又保留了较小的 PCB 封装。
TIDA-01634 参考设计框图（图片来源：Texas Instruments）
DC/DC 转换器要求能效高、尺寸小，自然成为了 GaN 技术的一大主要应用。电源能效高固然可喜，不过 GaN 另有其他应用更令人着迷。如果您喜好音频，那么基于 GaN 的 D 类放大器可实现比同类硅基功放更低的失真。又如我个人最爱的应用——分辨率更高的 LiDAR 驱动器。
（图片来源：EPC）
归根结底，拥有更多选择总归是好事。若您感觉硅功率级已不再适用，那么 GaN 是个不错的替代方案。
其他资源：
1 – 电源 GaN 解决方案
关于此作者
Taylor Roorda 是 DigiKey 的助理应用工程师，于 2015 年加入公司，主要负责嵌入式系统、可编程逻辑和信号处理领域的工作。Taylor 拥有北达科他州立大学电子工程学士学位，业余时间喜欢弹吉他和搞音乐创作。
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