如何使用氮化鎵：增強型氮化鎵晶體管的電學特性

品質因數

為了在電源轉換電路中有效地比較增強型氮化鎵場效應晶體管和功率MOSFET 的性能潛力，我們首先看看各種品質因數的定義。

MOSFET 器件的制造商常用一個給定的柵極電荷(QG)與導通電阻(RDS(ON))的乘積的品質因數，用來標示器件經過新一代改進及與競爭產品相比。這種品質因數非常有用，因為不管晶片的尺寸多大，這種品質因數對特定的技術或“某代”器件來說幾乎是常數。此外，它與器件的性能有關，可用來預測新技術于改進后的功耗，但當器件用作開關元件而不是導通元件時，這種品質因數的差異并不明顯。因此我們將討論兩種不同的品質因數。第一個是傳統的品質因數。我們把它稱為“整流器品質因數”，因為這種品質因數最適合用于當場效應晶體管被用作整流器時，例如降壓轉換器的低側晶體管。我們稱第二種品質因數為“開關品質因數”，因為它最適合描述常用作開關元件的性能，例如標準降壓轉換器的上側晶體管。在這兩種品質因數中，開關性能在‘硬開關’轉換器的電路中比較重要。

圖5顯示了氮化鎵場效應晶體管和各種等效硅MOSFET 器件的RDS(ON) 與QGD 的關系。從圖中可以看出，基于開關品質因數，氮化鎵場效應晶體管與任何具有等效額定電壓的硅器件相比均具有明顯優勢。以下是一些觀察所得的結果：

• 40V 的氮化鎵場效應晶體管相當于25 V 的橫向硅器件

• 100V 的氮化鎵場效應晶體管相當于40 V 的垂直硅器件

• 200V 的氮化鎵場效應晶體管相當于100 V 的垂直硅器件

圖5: 氮化鎵場效應晶體管和各種等效硅MOSFET 器件的RDS(ON)與QGD的關系。

圖6: 氮化鎵場效應晶體管和各種等效硅MOSFET 器件的RDS(ON)與QG的關系。

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