Использование полевых транзисторов

По сравнению с обычными кремниевыми транзисторами полевой транзистор имеет множество преимуществ: габариты, вес, КПД. Кроме того, полевые транзисторы GaN требуют меньшего физического расстояния между истоком и стоком, что приводит к меньшему размеру кристалла и меньшему сопротивлению канала в открытом состоянии, что приводит к меньшим потерям проводимости. Меньшие кристаллы также уменьшают выходную емкость и минимизируют паразитные индуктивности, связанные с корпусом транзистора, что, в свою очередь, снижает коммутационные потери.

Одновременное снижение коммутационных потерь и потерь проводимости позволяет повысить КПД рассматриваемых полевых транзисторов и устройств, выполненных на их основе, например . B. конвертер, значительно увеличьте. Чем эффективнее преобразователь, тем меньше его потери и тем меньше мощности рассеивается в виде тепла. Это уменьшает площадь и упрощает систему охлаждения, а также снижает общий вес всего блока питания.

Однако одной из характеристик полевых транзисторов GaN является то, что в отличие от традиционных кремниевых полевых МОП-транзисторов напряжение между истоком и затвором не может превышать 6 В без риска пробоя, что является серьезной проблемой. Это связано с тем, что большинство радиационно-стойких драйверов затворов полевых транзисторов, представленных сегодня на рынке, обеспечивают выходное напряжение более 10 В, поскольку они предназначены для управления кремниевыми полевыми МОП-транзисторами.

Но такие высокие напряжения могут разрушить GaN-транзисторы. Таким образом, для ускорения развертывания передовых транзисторов GaN в космических аппаратах и ​​приложениях, требующих исключительной надежности, требуется драйвер затвора, который может сдвигать уровни сигналов выше 10 В до уровней, приемлемых для полевых транзисторов GaN. проложить путь этим транзисторам в космос.

Свойства GaN FET

Транзисторы из нитрида галлия (GaN) обладают многими свойствами, которые делают их действительно привлекательным решением для систем питания космических аппаратов. К ним относятся: высокий уровень стойкости к ионизирующему излучению, паразитные p-n-диоды, повышенная скорость переключения и КПД, а главное, малый размер кристалла и, следовательно, малый размер корпуса. Все это помогает повысить эффективность и уменьшить общий размер системы питания.

В отличие от кремниевых МОП-транзисторов, полевые транзисторы GaN не имеют оксида затвора, поэтому гамма-лучи не образуют ловушек (дырок), которые обычно могут образовываться в оксиде затвора, что характерно для кремниевых МОП-транзисторов. Кроме того, полевые транзисторы GaN также хорошо показали себя в тестах, связанных со случайным воздействием сильно заряженных частиц.