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ST这七款700V GaN器件相比同规格硅MOSFET能节省多少功耗?

作者:氮化镓代理商   发布时间:2026-07-04 14:00:40   点击量:

ST这七款700V PowerGaN HEMT并没有给出一个“统一固定的功耗节省百分比”,因为它和硅MOSFET的对比要看是导通损耗还是开关损耗,还要分工作频率和拓扑。先说导通部分,同规格(相同耐压和相近RDS(on),比如新品里53mΩ的SGT070R70HTO对标26A/50–60mΩ硅MOSFET)下,GaN的导通电阻本身就略优或持平,导通损耗I²×RDS(on)基本在同一量级,差别很小,真正拉开差距的是开关损耗。

 

数据中心服务器电源 GaN.jpg

在功耗节省上最突出的是开关损耗和反向恢复损耗。GaN是横向HEMT结构,没有硅MOSFET那种体二极管,所以反向恢复电荷Qrr≈0,在硬开关拓扑(比如PFC、有源钳位反激、图腾柱PFC)里,直接消除了硅器件几十到几百nC的反向恢复功耗,这是传统硅怎么都绕不开的“硬伤”。ST自家MasterGaN系列在Vds=400V、Ids=4A的典型硬开关条件下,总开关损耗Eon+Eoff只有同规格硅MOSFET的10%–30%,相当于开关损耗降低70%–90%;在300W图腾柱PFC实测里,开关损耗大约降30%–50%,整机峰值效率提到99%以上,反向恢复损耗近乎归零。把这七款700V新品代入同样拓扑,硬开关下开关损耗通常也能砍掉60%–90%,高频(100kHz以上)时优势更夸张,因为硅的Qrr随频率线性放大,GaN却始终保持接近零。

 

放到系统级,低频工频电源可能只提效1%–2%(主要靠去掉反向恢复),但在AI服务器、机器人驱动这些高频、硬开关的中高功率场景,整机效率通常提升2%–4%,部分电机驱动方案整体效率可升4%–10%;同时因可跑更高开关频率(100kHz+),磁件和被动元件缩小,导通加开关的总功耗在同等输出下一般比硅方案低15%–30%,高频设计时甚至减半。简单来说,导通差不多,开关和反向恢复损耗在硬开关里能省掉六七成到九成,系统总功耗视拓扑和频率,通常比同规格硅MOSFET低百分之十几到一半左右。


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