高可靠性、高性能氮化镓(GaN)电源转换产品的先锋企业和全球供应商Transphorm, Inc. (Nasdaq: TGAN)今天宣布，该公司赢得了美国能源部先进能源研究计划(ARPA-E)的合同。该项目是ARPA-E CIRCUITS该计划的一部分是通过与伊利诺伊理工大学的分包合同进行的，包括提供基于氮化镓的四象限双向开关管(FQS)。这些开关管可用于驱动器和微型逆变器、矩阵开关和固态断路器等多种电源转换应用。该计划的实施得益于该计划的实施Transphorm氮化镓工程专业知识（特别是双向氮化镓产品）深厚，工业界和大学有兴趣进一步探索水平氮化镓开关应用的可能性。

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Transphorm将对采用其650V氮化镓技术FQS平台设计原型，4引脚TO-247包装继续提供行业最高阈值电压(4 V)。该项目预计将在一年内完成。

双向氮化镓开关创新的重要性

Transphorm水平氮化镓场效应管的标准(FET)设备本身可以提供双向电流。然而，一些应用程序（如电机驱动的电流源逆变器、变频器和矩阵转换器）也需要双向电压控制，以有效地管理电力系统的电流。传统的实现这一功能的方法是放置两个串联FET，使用设备的主二极管引导和控制电流流动，或需要两个绝缘栅双极晶体管(IGBT)还有两个二极管，所以需要四个装置。

FQS也被称为真正的双向开关，它使用一个可以实现双向电压控制和双向电流流动的单个设备来取代两个FET或两个IGBT 两个二极管的方法。FQS使用两个栅极来阻断任何极性的电压或通过任何方向的电流。而且，作为单一器件，FQS实现预期效果所需的部件数量可以减少，从而实现更高的功率密度，提高可靠性，降低整体系统成本。

威斯康星大学麦迪逊分校名誉教授，美国国家工程学院(NAE)与美国电机和电子工程师学会(FIEEE)院士Tom Jahns看到基于氮化镓的双向开关越来越接近商业化量产，非常令人兴奋。电力电子工程师们一直在焦急地期待着MOS格栅极双向开关产品上市，因为它们是实现电源转换器拓扑结构前景广阔的关键设备，可以为提高许多应用的效率、功率密度和容错能力带来令人兴奋的机会。与目前使用的硅基开关相比，它们还有望大大提高各种新产品的商业可行性，包括固态断路器和集成电机驱动器，FQS能使这些产品更加紧凑高效。”

Transphorm技术研究员Rakesh Lal医生说：根据氮化镓器件的使用情况，FQS双向设备进入市场的时机已经成熟。由于电压阻断区可以共享，水平氮化镓技术可以制造紧凑的FQS使用硅或碳化硅的垂直功率器件技术无法实现芯片FQS在性能和成本方面显。通过我们的FQS，用户可以使用单个快速低损耗开关来获得真正的双向性。我们相信，由CIRCUITS计划驱动的合作伙伴关系将激励下一代电源转换产品的出现。”

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