大咖问答21期：和卢益锋聊聊GaN器件在无线通信领域的应用

电路城歪歪

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本期邀请到了“卢益锋“，高级工程师，参加电路城论坛第二十一期大咖问答（12月08日-12月21日）；

为大家解答氮化镓(GaN)器件在无线通信领域的应用等一系列相关问题。

【大咖简介】

卢益锋，高级工程师，拥有射频通信领域十多年工作经验；

曾从事过通信发射机各个模块单元的开发，及国防航天和电子对抗及雷达的TR组件开发，还承担过国产功率晶体管的开发和评估应用工作。

目前从事第三代半导体氮化镓射频的设计开发工作。著有《ADS射频电路设计与仿真学习笔记》一书，在射频微波领域颇受关注。

【本期话题】

氮化镓(GaN)器件在无线通信领域的应用

【本期话题讨论内容】

（1）氮化镓(GaN)器件的基本工作原理及挑战；

（2）氮化镓(GaN)器件在5G Sub- 6G通信领域的应用；

（3）氮化镓(GaN)器件在ISM（工业科学医疗）领域的应用；

（4）氮化镓(GaN)器件在国防和航天领域中的应用

【大咖同期课程】

歪歪温馨提示：

问问题之前请点击下方链接看看老师的课程哟~

这是为了避免你问过的问题老师已经在课程说过了哟~

卢老师同期课程：无线通信中的GaN射频器件；

正在摩尔吧免费开课，点击下方图片一键抵达课程主页：

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【本期超赞福利】

电路城将为本期大咖问答提供5个氮化镓（GaN）65W快充充电器（支持Type-C和USB双接口）；

将在问答结束后赠予5名积极参与提问的用户朋友，欲拿从速了啊！！

（看完课程再来提问拿奖机会更高哟~）

  （充电器的颜色和款式仅供参考）

相信大家对于最近大火的氮化镓(GaN)器件和无线通信领域等会有不少的问题，那么不妨带着问题进入到本期的大咖问答吧！

大咖问答一贯的风格，不欢迎任何与主题无关的讨论和喷子。

下面欢迎大家就氮化镓(GaN)器件在无线通信领域的应用等方面的问题向卢老师提问，请直接下方回帖提问。

【往期大咖问答】

• 大咖问答01期：模电大神教你玩转模拟电路设计
• 大咖问答02期：对话大神，剖析物联网技术开发常见问题
• 大咖问答03期：从0到1，大咖解答智能飞控产品设计思路
• 大咖问答04期：资深大咖聊IC设计原则与实际应用技巧
• 大咖问答05期：机器人专家带你玩转人工智能与软硬件设计
• 大咖问答06期：专家解惑LoRa与射频无线通信设计
• 大咖问答07期：李崇伟传授PCB设计实战操作技巧与问题解决
• 大咖问答08期：你不懂的哪些嵌入式软件设计，我来帮你解答
• 大咖问答09期： 对modbus协议打破沙锅问到底，制定通信协议
• 大咖问答10期：如何用树莓派来实现创意，来这里讨教
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• 大咖问答19期：白振勇助你一站式了解C++,Qt,PyQt三大领域
• 大咖问答20期：下家山教你如何通过微信小程序控制树莓派
  

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火烽

yang_alex 发表于 2020-12-7 16:05
氮化镓（GaN）在电源或功率产品中应用时相比传统的MOSFET有哪些优势，氮化镓（GaN）MOSFET需要特殊的驱动电 ...

大咖解答：首先氮化镓可以用在更高的开关频率下，电路所中电感和电容等器件可以适当缩小；
其次就是氮化镓因转换功率密度大，效率会比传统的mosfet高一点；
以后大部分适配器都会切换到第三代半导体氮化镓

火烽

lospring 发表于 2020-12-7 16:20
氮化镓(GaN)对比砷化镓有哪些比较明显的优势。是不是说都换成氮化镓就可以提升性能呢？哪些场景下使用砷化 ...

大咖解答：目前而言，砷化镓和氮化镓各有各的优势。
砷化镓击穿电压较低，工作电压毕竟小，功率密度小，合适用在低功率的场景，且跨导的平坦度很好，线性很好，所以消费电子如路由器，手机PA等里面用的比较多
氮化镓击穿电压高，工作电压高，功率密度大，合适用在高功率的场景，但是氮化镓因异质外延，跨导的平坦度不好，线性比较差，所以在基站中需要适当的提高线性的手段辅助使用，如DPD或者前馈等；当然在不需要线性的大功率雷达等市场，氮化镓的优势更明显
成本上看，砷化镓的成本比氮化镓低的多，消费电子对成本要求很高。随着将来工艺技术的发展，氮化镓或者可能也可以用在消费电子里的。

火烽

qiaoboyuan 发表于 2020-12-8 09:52
卢工，目前我这边针对如何最大意义利用氮化镓有两个疑问，烦请解答一下：1、目前我所知道的氮化镓虽然已经 ...

大咖解答：1、困难和挑战：新技术新工艺方面需要不断的投入研发，以提高并稳定工艺，且目前成本较高，需要不断的烧钱以支持技术更新换代（笼统的说）。往细了说，氮化镓因异质外延，存在晶格失配，故漏电较大，且存在缺陷，如此将漏电降低，且缺陷尽可能的减小就是技术的发展方向。另外氮化镓射频国内还是4英寸的衬底，需要进一步扩展到6英寸的衬底，降低成本。
2、用不用氮化镓一切还是以市场为导向，电力电子方向，目前快充是一个大方向，将来肯定所有的适配器都要换的；射频方向，目前主要是5G基站的建设。用不用氮化镓还是看应用看市场。未来设计人员走的方向我觉得应该是专业而博学的，也就是说在本职的工作内做专的同时，也要把工作适当的进行延申到上下游，在国产化内循环的国家方向下，集成电路肯定是这么发展的

火烽

zhangt0713 发表于 2020-12-8 16:14
卢工  你好 ，我自己目前买了一个GAN的充电器，65W的，一通电插座头就会有火花，我咨询了客服，客服说属于 ...

大咖解答：1、换个角度想问题，为什么有些厂家的不打火，你买的就打火，打火怎么可能是正常的...如果打火是正常的，那是不是存在起火的可能性，你这个问题很简单，用市场角度你该投诉的投诉，该打维权的维权，肯定是可以给你换或者退款的（虽然说这个快充你还可以用，但是我就不信你用的不虚，哈哈）
2、其次，从设计角度看这个问题，可能是没有做好外围电路，客服说的大电解电容我也用过，为什么我的就不打火。有可能是电路上的某个器件在上电的瞬间有某个器件有漏电导致打火，这个器件有可能是氮化镓芯片，也有可能的电路的其他器件，具体要实际拆开看看，不过打火肯定是不正常的，哈哈

yang_alex

氮化镓（GaN）在电源或功率产品中应用时相比传统的MOSFET有哪些优势，氮化镓（GaN）MOSFET需要特殊的驱动电路吗？

lospring

氮化镓(GaN)对比砷化镓有哪些比较明显的优势。是不是说都换成氮化镓就可以提升性能呢？哪些场景下使用砷化镓是比较合理的？

qiaoboyuan

卢工，目前我这边针对如何最大意义利用氮化镓有两个疑问，烦请解答一下：1、目前我所知道的氮化镓虽然已经投入市场很久，但是它（GaN）毕竟是新材料和新技术，要大规模推广应用来体现其优势之时，目前面临着的困难和挑战都有哪些呢？
2、电子行业的人或许都知道氮化镓的高频特性非常突出，这就意味着设计人员必须要大幅度提高频率，才能更好地发挥GaN的价值。而频率的大幅度提高，会给设计带来很多问题，你觉得未来设计人员应该走的方向是什么才能最大化得体现氮化镓的好处呢？

hiebgei

卢大咖好啊，大家都说氮化镓应用领域很广泛，我能问问目前在工业和国防上面，氮化镓都为这两个行业带来了哪些新的应用项目啊？或者说创新？

zhangt0713

卢工  你好 ，我自己目前买了一个GAN的充电器，65W的，一通电插座头就会有火花，我咨询了客服，客服说属于正常现象（市电瞬时电压值和充电器里面大电解电容的初始电压（长时间静置后为 0V）存在一个电压差，这个电压差会在回路里面产生一个电流，这个电流大小就和打火现象的程度相关。打火时产生的电流也不会对充电器内部的器件造成伤害，打火现象属于正常现象，不属于产品质量异常），括号内的是客服解释，问下，这种解释是否合理

EricCheng

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