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近三年来，可替代功率MOSFET器件的基于氮化镓晶体管产品系列已非常广阔[1]。除了优异的传导性能外，这些新一代器件的开关速度比传统硅器件要快十倍。这些卓越的特性不仅催生了许多新应用，同时对封装和热管理方面的要求也更为严格。本文主要讨论在高功率密度系统中，使用触点阵列(Land Grid Array/LGA)封装的高性能增强型eGaN? FET所具有的优势，以及如何面对在热管理方面所遇到的挑战。
理想封装
随着过去几年低压硅MOSFET性能的不断改善，缺乏高性能封装已经成为一个主要因素，使器件性能受限，这激励了业界开发出像DirectFET[2]及PolarPAK [3]的创新封装。那么高性能封装主要的要求是什么？而什么样的封装才是“理想”封装？
半导体器件封装是要(a)提高鲁棒性；(b)防止器件被环境破坏；及(c)易于使用。当在较高电压工作时，有些封装是需要符合器件之间的电压隔离和漏电方面的要求。然而，与半导体裸片相比，由于封装增加了制造成本、导通电阻、电感和体积，这样会降低器件的电气性能和热性能。
一个优异的高性能封装，在可以实现所需封装的优势之同时，能够把封装引致的弊端减至最少。在电压低于约200V时工作，无引线、双面冷却封装如DirectFET、PolarPAK、chip scale或LGA成为一个先进的解决方案。封装的选择很大程度上取决于器件的结构是垂直还是横向。具横向结构的器件采用芯片级封装(如Great Wall公司的 BGA MOSFET[4])；而垂直结构、“倒装”器件则需要把大电流基板端子引至PCB(如DirectFET或PolarPAK 封装)。与此类似的，是采用LGA封装的宜普eGaN器件 (见图1)，使用源极和漏极端子的交叉手指形状，把导通电阻和寄生电感减至最小。
图1：EPC2001 eGaN FET的额定参数是100V、7mΩ和25A。这种LGA封装的长度是4.1mm，宽度是1.6mm。
表1比较了eGaN FET与相同导通电阻的MOSFET的尺寸分别。eGaN FET拥有高效率的芯片级LGA封装和更小晶片尺寸的双重优势，能显著减小其在PCB上所占用的总体面积。
表1：采用不同封装的功率MOSFET与采用LGA封装的eGaN FET之间的比较。
封装电阻
功率晶体管封装的电阻直接影响最终产品的性能。图2估计不同标准功率封装的封装电阻[5]。DirectFET、PolarPAK和LGA封装格式所增加的封装电阻，可以达到低至两百微欧(不包括PCB铜线电阻)。
图2：估计不同功率封装的无晶片封装电阻值。这里是指EPC2001, EPC2015 及EPC2010的电阻值。较小的晶片的电阻值会较高。
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