氮化鎵（GaN）功率芯片將多個電力電子功能集成到一顆GaN芯片中，可有效提高產品充電速度、效率、可靠性和成本效益。在很多情況下，GaN功率芯片可以使先進的功率轉換拓撲從學術概念和理論達到行業標準，并成為量產設計的催化劑。GaN芯片是提高整個系統性能的關鍵，關鍵是要打造出接近“理想開關”的電路元件。

Keep Tops 氮化鎵屬于耗盡型GaN(Depletion-Mode,D-mode)，在內部集成串聯了一個低壓增強型N溝道MOS實現常關，通過控制串聯的N溝道MOS來實現開關，行業內一般采用的是級聯(Cascode)結構，也稱為共源共柵型；Cascode結構其驅動兼容傳統N溝道MOS 控制器，相比于增強型氮化鎵，無需對電路重新設計，同時保留了氮化鎵低開關損耗以及低壓N溝道MOS的低柵極電荷等優勢。對于可高達1 MHz開關頻率的操作，Cascode結構的GaN最為適合。下圖所示的Direct-drive，串聯低壓Si MOS且集成負壓驅動，可以直接驅動。耗盡型氮化鎵能夠使用為硅MOS而設計的控制器，更容易實現大功率應用設計。

半橋電路是電力電子行業的基本拓撲，適用于從智能手機充電器到電動汽車的所有領域。高頻開關可以縮小磁性元件和其他無源元件的尺寸，從而顯著降低成本和重量，同時提供更快的充電體驗。然而，在半橋電路中以如此高的頻率向浮動高側開關提供功率和信號在業界是無法實現的。由于硅器件的開關速度慢、驅動器和 FET 之間的寄生阻抗、高電容硅 FET 以及性能較差的轉換器/隔離器，因此硅器件無法實現更高的頻率。 GaN 半橋功率 IC 包含關鍵的驅動、邏輯、保護和電源功能，消除了與傳統半橋解決方案相關的能量損失、高成本和設計復雜性。

Keep Tops推出的全球首款氮化鎵功率芯片可同時提供高頻和高效率，實現電力電子領域的高速革命，使充電器的充電速度提高了三倍，但尺寸和重量僅為傳統硅設備充電器的一半。或者在不增加尺寸或重量的情況下將充電器的充電功率提高3倍。

氮化鎵有什么好處？

我們將這種材料技術帶來的優勢解讀為產品和行業兩個層面。

對于產品：在電力電子領域，基于GaN材料的功率器件具有更高的功率密度輸出和更高的能量轉換效率。 此外，系統可以小型化、輕量化，有效減小電力電子器件的體積和重量，從而大大降低系統制造和生產成本。對于行業而言：相關數據顯示，在低壓市場，GaN的應用潛力甚至可以占據整個電力市場的68%左右。

審核編輯 黃宇