繼硅和碳化硅之后，氮化鎵(GaN)是公認的下一代半導體工藝技術(shù)；與硅相比，氮化鎵具有許多的基礎優(yōu)勢特性。例如在開(kāi)關(guān)應用，氮化鎵元器件具有較高的臨界電場(chǎng)，使其對于具有出色的特定導通電阻和較小電容的功率半導體器件非常有吸引力，因此GaN HEMT非常適合高速開(kāi)關(guān)。
英飛凌CoolGaNTM技術(shù)旨在充分利用GaN的優(yōu)勢，其中400V和600V CoolGaNTM e-mode HEMT產(chǎn)品適用于消費和工業(yè)應用，如服務(wù)器、電信設施、無(wú)線(xiàn)充電、適配器和充電器等，且遠遠超出當前標準。例如，英飛凌400V和600V CoolGaNTM HEMT專(zhuān)注于高性能和可靠性，正為各種應用及系統附加重要價(jià)值。
1）GaN晶體管工作原理
英飛凌CoolGaNTM采用p-GaN柵極結構，與具有增強型柵極驅動(dòng)偏壓的傳統硅MOSFET類(lèi)似。 當柵極施加正向電壓時(shí)，電子被累積并在漏極和源極之間的橫向二維電子氣(2DEG)層中形成低電阻溝道。
有別于傳統硅MOSFET體二極管，GaN器件的反向電流其實(shí)是開(kāi)關(guān)狀態(tài)之一。開(kāi)關(guān)噪聲的主要來(lái)源，則來(lái)自于消除該方向恢復電荷時(shí)產(chǎn)生。
2）GaN晶體管優(yōu)勢
CoolGaNTM晶體管是市場(chǎng)上具有最佳性能的功率器件。 它們采用最可靠的GaN技術(shù)制造，專(zhuān)為開(kāi)關(guān)電源中的最高效率和功率密度而量身定制。
英飛凌的400V和600V CoolGaNTM e-mode HEMT可讓使用者實(shí)現98％以上的系統效率(OMG)，并幫助客戶(hù)使其終端產(chǎn)品更小更輕。600V CoolGaNTM晶體管的FOM(Rdson x Coss 與 Rdson x Ciss)非常小、令人印象深刻，客戶(hù)可以運用此特性轉化為有價(jià)值的應用優(yōu)勢。
3）GaN高質(zhì)量保證
GaN開(kāi)關(guān)的規格認證需要專(zhuān)門(mén)的方法，遠遠超出現有的硅標準：英飛凌全面提升GaN器件的質(zhì)量，使GaN器件跟現有英飛凌硅器件同樣可靠，GaN測試條件遠遠超出應用標準，確保提供長(cháng)期質(zhì)量和可靠性。
4）GaN產(chǎn)品&應用舉例
所以集此三大優(yōu)勢打造的氮化鎵產(chǎn)品案例——英飛凌 600V CoolGaNTM產(chǎn)品系列是基于GaN量身定制的規范工藝基礎上實(shí)現，并采用高性能SMD封裝以充分發(fā)揮GaN的優(yōu)勢。
主要優(yōu)勢：
①極高的SMPS功率轉換效率；
②功率密度可提升3倍；
③SMD封裝確保了GaN的開(kāi)關(guān)能力得以完全發(fā)揮；
④易于與驅動(dòng)IC產(chǎn)品組合使用等……
更厲害的是，600V CoolGaNTM產(chǎn)品可支持采用簡(jiǎn)單的PFC半橋圖騰拓撲(包括棄用有損輸入橋式整流器)。在方案設計者可以在兩種不同的結果中進(jìn)行選擇：一種是效率略微提升但BOM成本顯著(zhù)下降，另一種則是效率大幅度提升(>99%)但BOM成本有所增加，如下圖所示。
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