圖4： 傳統印刷電路板設計配以氮化鎵場效應晶體管(eGaN FET)a) 橫向功率環路的頂視圖 b)直向功率環路的側視圖

要改善性能，可通過發揮傳統橫向及直向設計的強項及壓抑其弱項。宜普公司開發了優化后的版圖：我們把印刷電路板的寄生電感減至最低。從圖5a的側面圖可看到，使用多層印刷電路板結構并配以low profile 自取消(self-cancelling)環路。這個設計使用內部第一層作為功率環路回路路徑，這個路徑處于在頂層的功率環路的正下方，容許具有最小物理尺寸的環路與具磁場的自取消環路合成。

圖5： 1)含氮化鎵場效應晶體管的最佳功率環路的側視圖 2)含氮化鎵場效應晶體管最佳設計與含MOSFET器件最佳設計的效率的比較(VIN=12 V, VOUT=1.2 V, Fs=1 MHz, L=300 nH, eGaN FET: T: EPC2015 SR: EPC2015, MOSFET: T: BSZ097N04LSG SR: BSZ040N04LSG)

使用最佳功率環路，相比傳統最優印刷電路板版圖，高頻環路電感可減少達40%即低于0.4 nH值，這相等于性能得以提升。圖5b展示了使用最佳版圖，對內含40 V硅MOSFET器件與含40 V氮化鎵場效應晶體管的降壓轉換器的效率作出比較。我們可以看到，基于氮化鎵場效應晶體管的設計可提高效率超過3%。由于最佳版圖大大減少高頻環路電感，因此與含40 V硅MOSFET的基準設計比較，含氮化鎵器件的設計可增快開關速度達500%及減少過沖電壓達40%。

圖6： 含氮化鎵場效應晶體管的最佳設計與含MOSFET器件的最佳設計的開關節點波形圖(VIN=12 V, VOUT=1.2 V, IOUT=20 A, Fs=1 MHz, L=300 nH, eGaN FET: T: EPC2015 SR: EPC2015, MOSFET: T: BSZ097N04LSG SR: BSZ040N04LSG)

總結

具備高性能的氮化鎵場效應晶體管可實現傳統硅MOSFET技術所不能實現的潛力--在更高頻及更高效下開關。由于氮化鎵場效應晶體管改善了品質因數及使用具有低寄生電感的封裝，因此需要一個具低寄生電感的印刷電路板版圖以全面發揮器件的性能。宜普電源轉換公司開發了最佳版圖，進一步增強氮化鎵場效應晶體管在技術方面的優勢并在效率方面實現額外的增益，以及具備可在更高電壓下工作的性能。

EPC9107演示板使用28 V輸入電壓的降壓轉換器并配以最佳版圖，有興趣可聯系Digi-Key及詳情請瀏覽以下的網站：www.epc-co.com.cn 。