氮化镓 GAN 以开关速度快，导阻低，低输入输出电荷的优势，应用在快充上逐渐取代了传统的高压硅 MOS 管。使用 GAN 取代硅 MOS 管，不仅降低了开关损耗，提高充电器的转换效率，使得充电器无需设计大面积的散热片；而且大幅提升了功率器件开关频率，减小变压器电感量，缩小变压器尺寸，进而减小充电器的体积。
目前市场上的 GAN 产品主要有 CASCODE GAN 和 E MODE GAN 两种，其中 E MODE GAN 的阈值电压 VTH 典型值都在 1.2-1.5V 左右，而高压 SI MOSFET 的 VTH 典型值普遍是 3-4V。
随着 GAN 功率器件市场范围向大功率适配器、LED电源、电驱、服务器电源等应用拓展，目前 E MODE GAN 器件过低的阈值电压会在各类应用中面临巨大的挑战，器件的驱动可靠性问题将会突显，主要表现在以下四个方面。
第一，GAN 器件的关断过程，由于功率回路 DV/DT 产生流过米勒电容 CRSS 的电流会导致 VGS 上出现电压尖峰。
第二，GAN 器件的关断过程，由于功率回路 DI/DT 在器件源极寄生感LS上产生的电压会耦合到驱动电压 VGS 上。
第三，在桥式应用中，上管开通过程的电流尖峰也会通过下管的源极寄生感LS产生电压尖峰耦合到下管的驱动VGS上。
第四，相同规格的 E MODE GAN 与 SI MOSFET 器件相比前者的 CISS 远小于后者，对于驱动环路本身而言，相同的环路寄生感和环路阻尼条件下，CISS 越小，驱动 VGS 振荡尖峰越大。
如果驱动信号上的尖峰达到器件本身的阈值电压 VTH 时，一方面会产生较大的损耗和发热，另一方面会产生误触发开通甚至导致直通短路。由于 GAN 的开关速度相对于 SI MOSFET 要快很多，所以其 VTH 过低引起的一系列问题在硬开关、大功率、高可靠性的应用领域需要格外关注。
针对 VTH 过低的问题，各家 GAN 公司的解决方案主要分为三类。第一，使用有负压关断功能的驱动电路；第二，尽量优化驱动环路 PCB LAYOUT 和使用 KELVIN S 接线方式，减小驱动耦合和振荡。第三，使用 IC 合封或单 DIE 集成的方式优化驱动环路。
负压关断的驱动方案降低了系统可靠性，增加了系统复杂性；优化驱动 PCB LAYOUT 一定程度上提高了PCB LAYOUT 难度，并且效果未必能很好；使用 IC 合封或单 DIE 集成则导致由于封装不同，不会有平替方案，客户供应链的安全无法得到保障。
能华微电子近期推出了一款 VTH=2.5V (典型值)的单管 E MODE GAN 器件，型号为 CE65E300DNYI。这是一款 DFN5*6 封装的器件，耐压 650V，瞬态耐压 750V，导阻为 300MΩ。
相比传统 SI MOSFET 器件，这颗 GAN 器件能大大提升系统效率、功率密度，减小系统尺寸及重量，并降低系统成本。相比市场上其他 E MODE GAN 产品，其 VTH 要高 60%，保证了在各种应用场景的驱动可靠性，无需负压关断，PCB LAYOUT 也变得更容易。
值得注意的一点是，相对目前市场上的 E MODE 器件的 VTH=1.5V，能华采用外延及芯片工艺的自主创新，将 VTH 提高到 2.5V，同时保持 2DEG 的电阻一致，器件在 6V 导通时电阻也维持不变，这意味着器件的成本 (RON*DIE SIZE) 和器件饱和电流 (ISAT) 维持在同等水平。
从器件转移特性和 RON 特性曲线的实测数据对比都可以看出，能华推出的器件 CE65E300DNYI相对目前市场上的一款 E MODE GAN 器件实测的VTH有1.2V左右的提升。并且当驱动电压达到4.5V以上时，CE65E300DNYI 沟道已经完全开通，实际应用中使用驱动电平6V能达到很好的效果，RDSON=300MΩ。
另外，能华微电子的一颗 RDSON=160MΩ (典型值)的 650V E MODE GAN 预计也将会在今年10月推出，其阈值电压 VTH 也是 2.5V；预计该器件可以在满足GAN器件的驱动可靠性的同时，把应用的功率范围提升到 240W。敬请关注！
GAN 器件优越的性能优势，最先在快充应用中得到充分发挥。GAN 器件的高频高效特性，显著提高了充电器转换效率，并降低散热需求，助力大功率充电器小型化。除快充应用外，GAN器件还可用于大功率适配器、LED 照明、新能源汽车等应用，市场前景广阔。
能华此次推出的 E MODE GAN 器件 CE65E300DNYI，相比市面上的同类产品，其阈值电压 VTH 更高，不仅简化了 PCB 设计流程，而且提高了器件的可靠性，同时还能拓宽器件的应用场景，让更多的产品享受到GAN带来的高效优势。