一、前言
隨著現代科技的迅猛發展，半導體材料在電子和電力應用中的角色愈發重要。氮化鎵（Gallium Nitride，簡稱GaN）作為第三類半導體材料，因其優異的物理特性和性能表現，逐漸成為功率電子和高頻應用領域的焦點。GaN材料擁有高電子遷移率、高擊穿電壓和高熱導率等優勢，這些特性使其在高效能、高頻率和高功率應用中展現出極大的潛力。
二、工作原理與差異
隨著技術的發展，GaN延伸出許多不同的應用技術，以下是基於Cascode GaN、E-mode GaN與D-mode GaN進行介紹。
隨著現代科技的迅猛發展，半導體材料在電子和電力應用中的角色愈發重要。氮化鎵（Gallium Nitride，簡稱GaN）作為第三類半導體材料，因其優異的物理特性和性能表現，逐漸成為功率電子和高頻應用領域的焦點。GaN材料擁有高電子遷移率、高擊穿電壓和高熱導率等優勢，這些特性使其在高效能、高頻率和高功率應用中展現出極大的潛力。
在眾多GaN技術中，Cascode GaN、E-mode GaN（Enhancement-mode GaN）和D-mode GaN（Depletion-mode GaN）是三種具有代表性的技術路線。這三種技術各有其獨特的結構和工作原理，適用於不同的應用場景，並且各自面臨不同的技術挑戰與發展機遇。在上一篇文章 ( 【 技術小筆記 】氮化鎵 ( GaN ) 於直流無刷馬達上的應用 ) 中，已經介紹了 GaN在直流無刷馬達上的應用，而這次，將針對這三種 GaN 技術進行探討。
二、工作原理與差異
隨著技術的發展，GaN延伸出許多不同的應用技術，以下是基於Cascode GaN、E-mode GaN與D-mode GaN進行介紹。
2.1 Cascode GaN
Cascode GaN是一種由Si MOSFET和GaN HEMT（高電子遷移率晶體管）串聯組成的混合結構器件。其基本結構是將一個低壓Si MOSFET置於高壓GaN HEMT之下，這樣的組合能夠將兩者的優勢結合起來。Cascode GaN在低壓側，由Si MOSFET負責控制整個器件的開關操作。因為Si MOSFET易於驅動，這使得Cascode GaN器件的驅動電路相對簡單；而在高壓側，GaN HEMT承載高電壓，利用其高電子遷移率和高擊穿電壓的優勢來實現高效能的開關操作。
2.2 E-mode GaN
E-mode GaN（Enhancement-mode GaN）是一種在無閘極電壓時處於關斷狀態的氮化鎵器件。其結構通常是豎直結構，具有源極（Source）、漏極（Drain）和閘極（Gate）三個端子。E-mode GaN器件在沒有施加閘極電壓時自然處於關斷狀態，需要施加正閘極電壓才能使器件導通。當閘極電壓超過某一閾值（通常為正值）時，電子被引入通道，使器件導通。最後，再通過調節閘極電壓來控制通道中的電子濃度，進而控制電流的流動。
2.3 D-mode GaN
D-mode GaN（Depletion-mode GaN）是一種本質上處於導通狀態的氮化鎵器件。其結構通常是豎直結構，由源極（Source）、漏極（Drain）和閘極（Gate）組成。D-mode GaN器件在沒有施加閘極電壓時自然處於導通狀態，需要施加負閘極電壓才能關斷器件。當閘極電壓降低到某一閾值以下時，器件關斷，再通過調節閘極電壓來控制通道中的電子濃度，進而控制電流的流動。
2.4 應用、優勢與挑戰
三、Nexperia 安世提供的解決方案
在上面的介紹中，探討了不同的 GaN 技術特色與適用的領域，Nexperia作為領先的半導體公司，推出了一系列先進的氮化镓（GaN）器件，涵蓋了E-GaN和Cascode GaN技術，可以參考下列簡介，或與我們聯繫。
3.1 Nexperia GaN 產品
3.1 Nexperia GaN 產品
3.2 Nexperia GaN 產品的應用場景
欲了解更多資料請聯絡世平集團Kevin ( Kevin.Hong@wpi-group.com )
Ethan ( ethanhc.yang@wpi-group.com )
四、參考資料
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