提高功率密度的路線圖從降低傳導動態損耗開始。與碳化硅相比，氮化鎵可以顯著降低動態損耗，因此可以降低整體損耗。因此，這是未來實現高功率密度的一種方法。

第二個參數是整個逆變器堆棧的厚度；具有扁平而薄的逆變器外殼的設計很重要。第三種可能性是提高操作溫度。高溫路線圖要求器件在 175°C 下運行，未來甚至在 200°C 下運行。

對于第一個方面，減少損耗，我們需要轉向基于碳化硅和氮化鎵的功率器件。對于 EV 應用，我們將討論 600 至 1,200 V 范圍內的器件。在這里，碳化硅和氮化鎵器件甚至可以勝過 IGBT 等硅雙極器件，從而大大降低了傳導損耗和開關損耗。

出于幾個原因，這是正確的。首先，它們是多數載流子器件，這意味著它們沒有任何少數載流子存儲效應。GaN 的橫向結構使其在動態或開關損耗方面略勝于碳化硅。與 SiC 等效物（垂直器件、反轉通道）相比，600-V GaN 器件的高遷移率二維電子氣通道可實現更低的通道電阻，因此芯片尺寸更小，橫向結構還允許更低的電容。

查看導通電阻乘以輸入電容、輸出電容和反向恢復特性，我們發現 600V GaN 和 SiC 寬帶隙器件的性能優于硅超結等效器件。R _on × C _iss表示驅動門回路的速度。SiC 和 GaN 產生更快的柵極環路，降低了開關損耗，但 GaN 明顯優于 SiC，部分原因是橫向結構，部分原因是使用的設計規則是深亞微米 CMOS。第二個品質因數是 R _on × C _oss。這再次減少了周轉損耗，因為電容將存儲能量，當您打開設備時這些能量會消散。三是反向恢復特性（R _on× Q _rr ); 在這里，碳化硅明顯優于硅，而 GaN 略優于 SiC。因此，我們可以看到，GaN 和 SiC 中的反向恢復基本被消除了。在 20 kHz（這是 EV 逆變器的典型頻率）下，開關損耗幾乎可以忽略不計，因此傳導損耗將開始主導整體損耗。這些I ² R 損耗可以通過并聯使用越來越多的設備來成比例地減少，只要有足夠的空間將設備放入您的AV逆變器中，這當然與功率密度直接相關。

當然，提高功率密度的一個重要參數是封裝形式因素，或器件的厚度。在這里，我們再次認為 GaN 比碳化硅具有優勢。

?

?

?