电子创新@@188足彩外围@@@@app 网@@ - GaN - 188足彩网

英诺赛科@@发布@@@@100V车规级@@@@GaN，持续推进汽车@@激光雷达@@@@市场@@@@

judy — Thu, 28 Dec 2023 09:34:24 +0000

英诺赛科@@宣布推出@@@@100V车规级@@@@氮化镓@@器件@@@@INN100W135A-Q，该@@器件@@已通过@@@@AEC-Q101 认证@@，适用@@于@@@@自@@动驾驶及其他@@先进驾驶辅助系统@@应用@@@@中@@@@的@@车规级@@@@激光雷达@@@@@@、高@@功率@@@@密度@@@@DC-DC变换器@@、D类音频@@。

在@@激光雷达@@@@领域@@@@，氮化镓@@器件@@的@@@@Qg、Qoss等@@参数相比@@@@硅@@器件@@@@提升@@@@1.5~3倍@@；与@@早期激光雷达@@@@产品@@相比@@@@@@，采用@@@@氮化镓@@能够将开关@@速度提升@@@@@@13倍@@，脉冲宽@@度减小@@@@五分之一@@。当@@前@@，L2辅助驾驶@@使@@用@@@@@@MOS方案识别距离只有@@100m，L2+/L3辅助驾驶@@必须达到@@@@@@200m/300m的@@中@@远距离识别@@，只有使@@用@@@@窄脉冲@@、大峰值电流@@、高@@功率@@@@的@@氮化镓@@方案@@，才能为@@自@@动驾驶激光雷达@@@@提供@@高@@性能@@保障@@。

LiDAR System

产品@@特性@@

通过@@AEC-Q101认证@@，车规级@@@@

极低@@的@@栅极@@@@电荷@@

超小@@封装@@@@ WLCSP 2.13mm x 1.63mm

零反向@@恢复充电电荷@@

应用@@@@领域@@@@

激光雷达@@@@

高@@功率@@@@密度@@@@DC-DC变换器@@

D类音频@@

高@@强度前照灯@@

产品@@优势@@

相比@@@@硅@@器件@@@@，Qg、Qoss等@@参数有@@1.5~3倍@@的@@提升@@@@

相比@@@@硅@@器件@@@@，开关@@速度提升@@@@13倍@@，脉冲宽@@度减小@@@@到@@硅@@器件@@的@@@@1/5

达到@@@@200m/300m的@@中@@远距离识别@@，满足@@L2+/L3辅助驾驶@@

INN100W135A-Q 规格书首页@@

2021年@@，英诺赛科@@（珠海@@）通过@@ IATF 16949 车规级@@@@认证@@@@，采用@@@@InnoGaN的@@激光雷达@@@@产品@@成功@@“上车@@”；2023年@@，英诺赛科@@（苏州@@）通过@@ IATF 16949 车规级@@@@认证@@@@，新一代@@100V 低@@压@@GaN 完成@@AEC-Q101认证@@并成功量产@@，批量订单交付中@@@@。

INN100W135A-Q 产品@@规格书与@@仿真模型@@均可在@@@@英诺赛科@@官网@@@@@@（www.innoscience.com）获取@@，样品需求请联系销售或@@后台私信小@@编@@。

英诺赛科@@是@@全@@球@@领先的@@@@第三代半导体@@高@@新技术@@企业@@@@，致力于@@硅@@基@@氮化镓@@@@ (GaN-on-Si) 的@@研发与@@制造@@@@@@。拥有全@@球最大@@规模@@的@@@@8英寸@@硅@@基@@@@氮化镓@@晶圆生产基@@地@@，当@@前@@产能@@15000片@@/月@@，产品@@设计@@及性能@@处于@@国际先进水平@@。英诺赛科@@提供@@从@@@@30V-700V的@@高@@@@、中@@、低@@压@@全@@功率@@氮化镓@@产品@@@@，涵盖晶圆@@、分立@@器件@@@@、合封芯片@@三大品类@@，并为@@@@客户提供@@全@@氮化镓@@方案设计@@参考@@。自@@2015年@@成立至@@今@@，英诺赛科@@已获专利@@@@700多项@@，累计出货量突破@@4亿颗@@@@。产品@@可广泛应用@@@@于@@@@@@消费电子@@、数据@@中@@心@@、汽车@@电子及新能源@@等@@前沿领域@@@@。

英诺赛科@@，用@@氮化镓@@打造绿色@@高@@效@@新世界@@！

使@@用@@@@SiC/GaN功率@@半导体@@@@，提高@@@@功率@@@@转换@@效率@@@@，无源@@188足彩外围@@@@app 的@@技术@@@@进步很重要@@！

judy — Wed, 06 Dec 2023 06:53:39 +0000

为@@加速实现碳中@@和@@@@@@，正在@@实施@@各种电气@@化和@@节能化举措@@。

世界各国政府以@@及@@各行各业的@@企业正在@@共同努力@@，推进迈向@@碳中@@和@@@@的@@举措@@。人们正在@@从@@能够想到@@的@@多@@个@@角度实施@@脱碳措施@@，例如@@@@使@@用@@@@太阳能发电等@@可再生能源@@@@，让迄今为@@止@@燃烧化石燃料的@@设备@@实现电气@@化@@，降低@@家用@@电器@@@@、IT设备@@和@@工业@@电机等@@现有设备@@的@@功耗@@等@@等@@@@。随着@@越来越多的@@脱碳举措得到@@实施@@@@，有一个@@半导体@@领域@@的@@@@技术@@@@创新正在@@迅速加速@@。它就是@@功率@@半导体@@@@@@。

各个@@国家和@@地区已经开始将碳定价机制作为@@@@制度引入@@，以@@将与@@业务@@活动@@相关的@@温室气体排放转嫁到@@成本@@@@。因此@@，脱碳举措不仅具有@@为@@社会做贡献的@@重要意义@@，而@@且会对企业经营的@@成绩单@@——财务报表@@也会产生明显的@@数字影响@@@@。

脱碳举措对电子行业@@产生深@@远的@@影响@@@@，催生出势不可挡的@@新一轮半导体@@技术@@更替和@@成长@@，特别是@@@@在@@功率@@半导体@@@@领域@@@@，以@@碳化硅@@@@@@（SiC）和@@氮化镓@@@@（GaN）等@@宽@@禁带材料@@替代传统@@硅@@基@@器件@@@@。

人类为@@了能在@@未来@@减少温室气体排放@@，时隔半个@@世纪@@@@，半导体@@材料@@@@正面临全@@面变革@@！

进一步降低@@功耗@@@@，硅@@基@@器件@@遭遇瓶颈@@

功率@@半导体@@@@是@@起到@@对电气@@和@@电子设备@@运行所需的@@电力进行管理@@、控制@@和@@转换作用@@的@@半导体@@@@188足彩外围@@@@app 。它被@@嵌入功率@@电子电路@@当@@中@@@@，这些@@电路@@包括@@为@@家用@@电器@@和@@@@IT设备@@稳定提供@@驱动@@电力的@@电源@@电路@@@@、无浪费地传输和@@分配电力的@@电力转换电路@@以@@及@@通过@@可自@@由@@控制@@的@@扭矩和@@转速高@@效@@率@@地驱动@@电机的@@电路@@等@@@@。

功率@@半导体@@@@有@@MOSFET、IGBT、二极管等@@各种@@188足彩外围@@@@app 结@@构@@，根据@@用@@途分别使@@用@@@@@@。其中@@@@，

MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）

即金属@@氧化物半导体@@场效应晶体管@@@@@@是@@一种@@起到@@电气@@开关@@作用@@的@@场效应晶体管@@@@@@@@。它由@@@@3层@@组成@@：金属@@、氧化物和@@半导体@@@@，通过@@向@@称为@@栅极@@的@@@@电极施加电压来进行打开和@@关闭电流的@@@@动作@@。

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）

即绝缘栅双极晶体管@@@@@@，是@@具有@@将@@MOSFET和@@双极晶体管@@@@组合后的@@结@@构@@的@@晶体管@@@@@@@@。其特点是@@同时@@具有@@@@MOSFET的@@高@@@@速动作和@@双极晶体管@@@@的@@高@@@@耐电压@@、低@@导通@@电阻@@的@@特点@@。

尽管@@结@@构@@不同@@@@，半个@@多世纪@@以@@来一直使@@用@@@@硅@@@@（Si）作为@@@@188足彩外围@@@@app 材料@@。这是@@因为@@@@@@Si具有@@良好的@@电气@@特性@@，同时@@具有@@易于@@加工成多种@@188足彩外围@@@@app 结@@构@@的@@特性@@。

然而@@@@，目前@@Si基@@功率@@半导体@@@@已无法满足@@@@进一步降低@@多种电气@@和@@电子设备@@功耗@@所需的@@高@@@@水平技术@@要求@@@@。为@@了克服这一瓶颈况@@，比@@Si更适合作为@@@@功率@@半导体@@@@材料@@的@@碳化硅@@@@@@（SiC）和@@氮化镓@@@@（GaN）等@@新材料@@的@@使@@用@@@@范围正在@@不断扩大@@。

SiC和@@GaN在@@击穿电场强度@@（影响@@耐电压@@）、迁移率@@（影响@@动作速度@@）和@@热导率@@（影响@@可靠@@性@@@@）等@@多个@@物理特性上具有@@适合功率@@半导体@@@@的@@特点@@。如@@果能够开发@@出发挥@@其出众特性的@@器件@@@@，就能制造@@出具有@@更高@@@@性能@@的@@功率@@@@半导体@@@@@@。

今天@@，基@@于@@@@SiC的@@MOSFET和@@二极管已经实现了@@产品@@化@@，并已用@@于@@@@电动@@汽车@@@@电机驱动@@@@逆变器@@和@@太阳能发电功率@@调节器中@@的@@@@@@DC/AC转换器@@等@@@@。

基@@于@@@@GaN的@@HEMT（High Electron Mobility Transistor）也已实现产品@@化@@。HEMT是@@一种@@高@@电子迁移率@@的@@场效应晶体管@@@@@@@@，能通过@@连接不同@@性质的@@半导体@@并诱导高@@迁移率@@电子来实现高@@速@@开关@@@@。目前@@，氮化镓@@HEMT已用@@于@@@@超小@@型@@@@PC的@@AC转换器@@和@@智能手机充电器@@等@@@@。

然而@@@@，要充分发挥@@出@@SiC/GaN的@@潜力@@@@，离不开电容@@器和@@电感@@器等@@无源@@@@188足彩外围@@@@app 的@@同步发展@@。

发挥@@SiC/GaN潜力@@，无源@@188足彩外围@@@@app 不可或@@缺@@

仅通过@@单纯地替换@@现有电力电子电路@@中@@的@@@@@@Si基@@188足彩外围@@@@app 无法充分发挥@@基@@于@@@@新材料@@制造@@的@@功率@@@@半导体@@@@的@@潜力@@@@@@。这是@@因为@@@@@@组成电力电子电路@@的@@其他@@半导体@@@@IC、无源@@188足彩外围@@@@app 甚至@@控制@@软件都是@@在@@以@@使@@用@@@@@@Si基@@功率@@半导体@@@@为@@前提的@@情况下开发@@和@@选择@@的@@@@。为@@了有效利用@@@@基@@于@@@@新材料@@的@@功率@@@@半导体@@@@@@，这些@@周边@@188足彩外围@@@@app 也需要重新开发@@和@@重新选择@@@@。

使@@用@@@@GaN基@@功率@@半导体@@@@的@@@@AC/DC转换器@@（用@@于@@@@数据@@中@@心@@服务器@@等@@@@）电路@@示例@@

例如@@@@，在@@采用@@@@了为@@降低@@数据@@中@@心@@服务器@@的@@功耗@@而@@引进的@@@@GaN HEMT的@@AC/DC 转换器@@电路@@中@@@@，使@@用@@@@了多个@@@@GaN HEMT（上图@@@@）。

利用@@@@GaN HEMT可以@@在@@高@@电压@@时进行高@@速@@开关@@的@@特性@@，可以@@提高@@@@功率@@@@电子电路@@的@@开关@@频率@@@@（动作频率@@）。在@@动作频率@@较高@@的@@电路@@中@@@@，电路@@中@@内置@@的@@电容@@器和@@电抗器信号处理电路@@中@@的@@@@电感@@器的@@电抗值可以@@很小@@@@。一般来说@@@@@@，低@@电抗@@188足彩外围@@@@app 的@@尺寸@@较小@@@@，因此@@可以@@让电路@@板更小@@@@并提高@@@@功率@@@@密度@@@@@@。同样@@，在@@驱动@@电动@@汽车@@@@的@@电机的@@逆变器@@电路@@等@@当@@中@@也可以@@通过@@引入@@SiC MOSFET实现周边@@188足彩外围@@@@app 小@@型@@化@@，进而@@实现逆变器@@电路@@整体的@@小@@型@@化@@和@@轻量化@@@@。

另一方面@@@@，在@@高@@电压@@时进行高@@速@@开关@@的@@电源@@会产生高@@水平的@@噪声@@，这可能会对周边设备@@的@@动作产生不利影响@@@@。采用@@@@SiC或@@GaN功率@@半导体@@@@构建的@@电源@@在@@更高@@@@频率@@下进行开关@@@@，所以@@进一步增加了风险@@。因此@@，需要比@@使@@用@@@@以@@前的@@电力电子电路@@时更加严格的@@噪声对策@@。在@@这种@@情况下@@，需要使@@用@@@@设计@@用@@于@@@@高@@电压@@、大电流和@@高@@频@@电路@@的@@静噪@@188足彩外围@@@@app ，而@@不是@@用@@于@@@@以@@前的@@电路@@的@@静噪@@188足彩外围@@@@app 。

除此之外@@，对于@@@@在@@无源@@@@188足彩外围@@@@app 当@@中@@也属于@@@@特别笨重的@@@@188足彩外围@@@@app 的@@变压器@@，也需要在@@更高@@@@频率@@下工作的@@小@@型@@变压器@@。现在@@@@已经开发@@出了以@@使@@用@@@@基@@于@@@@@@@@SiC和@@GaN的@@功率@@@@半导体@@@@为@@前提的@@薄型@@平面@@变压器等@@@@，并且已经投入市场@@@@。

不仅关注功率@@半导体@@@@@@，关注周边@@188足彩外围@@@@app 的@@进步同样@@重要@@！

迄今为@@止@@，多种类型@@的@@半导体@@@@（不仅仅是@@功率@@半导体@@@@@@）都是@@使@@用@@@@以@@@@Si为@@基@@础@@制成@@的@@@@。因此@@，许多现有的@@电子@@188足彩外围@@@@app 都默认是@@以@@与@@@@Si基@@半导体@@组合使@@用@@@@为@@前提进行开发@@的@@@@。为@@了充分发挥@@采用@@@@新材料@@制成@@的@@功率@@@@半导体@@@@的@@效果@@，不仅需@@要在@@现有@@188足彩外围@@@@app 中@@寻找更好的@@@@188足彩外围@@@@app ，而@@且可能需要开发@@满足@@新技术@@要求@@的@@新@@188足彩外围@@@@app 。

按@@188足彩外围@@@@app 材料@@和@@结@@构@@划分的@@功率@@@@半导体@@@@分布@@

一般来说@@@@@@，在@@Si基@@功率@@半导体@@@@中@@@@，呈现可以@@应对更高@@@@电压和@@更大电流的@@@@@@188足彩外围@@@@app 的@@动作速度更低@@的@@趋势@@（上图@@@@）。因此@@，能够应对高@@电压和@@大电流的@@@@小@@型@@电容@@器和@@电抗器并不齐全@@@@。

此外@@，在@@能够在@@高@@温下稳定工作的@@@@SiC基@@功率@@半导体@@@@当@@中@@@@，有将散热系统@@简化以@@减小@@@@尺寸@@@@和@@重量@@并降低@@成本@@@@的@@趋势@@。在@@这些@@情况下@@，无源@@188足彩外围@@@@app 在@@高@@温环境下也需要确保高@@可靠@@性@@@@。

在@@功率@@半导体@@@@领域@@引入新材料@@是@@对半个@@多世纪@@以@@来针对@@Si材料@@进行优化@@的@@电气@@电子生态系统@@@@进行根本性变革的@@重大动向@@@@。针对新材料@@进行优化@@的@@周边电子@@188足彩外围@@@@app 的@@进步也非常值得关注@@。

文章@@@@来源@@@@：Murata村田中@@国@@

COSEL推出@@新一代@@工业@@用@@超紧凑@@、高@@效@@率@@GaN电源@@

judy — Wed, 22 Nov 2023 02:34:47 +0000

• 采用@@@@宽@@带隙@@氮化镓@@@@（GaN）功率@@级@@和@@平面@@磁性@@@@188足彩外围@@@@app
• 1x2.3英寸@@高@@功率@@@@密度@@@@设计@@@@（TEP45F、65F）
• 45W和@@65W安装面积@@可互用@@@@
• 效率@@高@@达@@@@93.5%
• 140%峰值输出@@电流@@（12V和@@24V型@@）
• 备有两款机型@@@@（采用@@@@引脚@@@@或@@连接器@@@@@@）和@@防尘机壳@@

COSEL株式会社@@（英文名称@@: COSEL CO., LTD. ）（6905: 东京@@）宣布推出@@新一代@@工业@@用@@高@@紧凑电源@@@@TE系列@@。TE系列@@采用@@@@宽@@带隙@@氮化镓@@@@半导体@@@@、高@@频@@平面@@变压器和@@增强型@@@@反激拓扑等@@先进技术@@@@，包括@@45W（TECS/TEPS45F）和@@65W（TECS/TEPS65F），安装面积@@分别为@@@@@@1 x 2.3（TEPS）和@@1 x 3（TECS）英寸@@。12V和@@24V输出@@型@@为@@承受峰值负载@@，可提供@@@@140%的@@功率@@@@，效率@@高@@达@@@@93.5%。备有两款机型@@@@（采用@@@@引脚@@@@（TEPS）或@@连接器@@@@（TECS））可供选择@@@@，两者安装面积@@兼容@@@@，便于@@系统@@升级@@@@。标准@@产品@@以@@开放式机架交付@@，可选@@配防尘机壳@@。

为@@满足@@工业@@应用@@@@中@@@@对更小@@@@安装面积@@的@@市场@@需求@@，科索@@的@@@@设计@@@@人员结@@合@@各种最新技术@@@@，推出@@了高@@效@@率@@和@@高@@可靠@@性@@的@@@@高@@功率@@@@密度@@@@电源@@@@。科索@@的@@@@研发团队凭借在@@高@@效@@率@@拓扑设计@@方面@@的@@长期经验@@，采用@@@@与@@高@@频@@平面@@变压器相关的@@宽@@带隙@@@@（WBG）氮化镓@@（GaN）半导体@@，开发@@出了高@@度集成@@的@@@@功率@@@@级@@@@。利用@@@@氮化镓@@@@（GaN）在@@高@@频@@开关@@方面@@的@@性能@@@@优势@@@@@@，在@@1x2.3英寸@@（最大@@25.4 x 58.4mm）的@@安装面积@@上实现了@@@@45W和@@65W的@@功率@@@@，效率@@高@@达@@@@93.5%。

TE系列@@设计@@灵活@@，备有两款互连机型@@@@：TEPS（采用@@@@适合@@PCB安装的@@引脚@@@@）、TECS（采用@@@@压接式@@JST连接器@@）。对于@@@@该@@两款机型@@@@，45W和@@65W的@@安装面积@@均可互用@@@@。这一特点简化了@@布局@@@@、提供@@了@@升级@@选项@@，深@@受系统@@设计@@人员的@@青睐@@。科索@@还考虑到@@@@尽量减小@@@@电源@@尺寸@@的@@要求@@@@，采用@@@@垂直组装技术@@@@，结@@合@@高@@达@@@@800KHz的@@开关@@频率@@，与@@传统@@技术@@相比@@@@可节省约@@58%的@@电路@@板面积@@@@，同时@@还可保持比@@传统@@产品@@高@@出三个@@百分点的@@高@@@@水平功率@@转换@@效率@@@@。

TE系列@@专为@@@@全@@球应用@@@@而@@设计@@@@，单相输入@@电压范围为@@@@85VAC～264VAC，且符合@@@@100VAC～240VAC（50/60Hz）输入@@电压范围的@@安全@@标准@@@@。

TECS/TEPS45F和@@TECS/TEPS65F提供@@5V、12V和@@24V三种固定输出@@电压@@，功率@@分别高@@达@@@@45W和@@65W。为@@适应与@@直流@@电机@@、电容@@器组等@@应用@@@@相关的@@浪涌电流@@，2024年@@还将为@@@@12V和@@24V型@@推出@@@@140%峰值电流选项@@（H）。

TECS/TEPS45-65F采用@@@@优化的@@开关@@拓扑@@，在@@230VAC和@@额定负载条件下@@@@，效率@@高@@达@@@@93.5%。

上述@@产品@@的@@@@工作温度范围@@为@@@@-10～+70℃，可安装在@@任何方向@@@@，但@@根据@@环境温度和@@周围环境的@@不同@@@@，可能会采取降额@@。产品@@具有@@@@3,000VAC输入@@-输出@@绝缘电压@@，最大@@漏电流为@@@@0.25mA，符合@@IEC62368标准@@。

科索@@的@@@@TECS/TEPS45-65F电源@@适用@@于@@@@@@II类设备@@@@，无需接地即可实现低@@噪声性能@@@@。TECS/TEPS45-65F还注重节能细节@@，空载功耗@@低@@至@@@@200毫瓦@@。

TECS/TEPS专为@@@@空间有限的@@严苛应用@@@@而@@设计@@@@，尺寸@@（宽@@x高@@x深@@）为@@：TECS45F：25.4x23.5x76.2mm（1.00 x 0.93 x 3.00英寸@@）、TEPS45F：25.4x24.0x58.5mm（1.00 x 0.94 x 2.30英寸@@）、TECS65F：25.4x27.0x76.2mm（1.00 x 1.06 x 3.00英寸@@）、TEPS65F：25.4x27.5x58.5mm（1.00 x 1.08 x 2.30英寸@@）。

对于@@@@需要@@防尘的@@应用@@@@@@，将于@@@@2024年@@推出@@带塑料机壳的@@机型@@@@，即选项@@（N）。

TECS/TEPS45-65F符合@@UL62368-1和@@c-UL（CAN/CSA-C22.2 No.62368-1相当@@@@）、EN62368-1的@@安全@@认证@@@@@@。产品@@还符合@@日本电气@@用@@品安全@@法@@DEN-AN的@@规定@@。TECS/TEPS45-65F适用@@范围广@@，可用@@于@@@@测量和@@分析设备@@@@、机床@@、工业@@打印机@@、显示设备@@和@@售票机等@@@@。产品@@符合@@@@RoHS和@@低@@电压指令的@@要求@@@@，并带有@@@@CE标志@@和@@@@UKCA标志@@。

科索@@TECS/TEPS的@@45W和@@65W采用@@@@最新电力电子技术@@@@（如@@氮化镓@@@@、平面@@磁性@@188足彩外围@@@@app ），可为@@@@工业@@应用@@@@节省高@@达@@@@58%的@@电路@@板面积@@@@。

面向@@@@GaN功率@@放大器@@的@@电源@@解决方案@@@@

judy — Tue, 21 Nov 2023 02:43:09 +0000

RF前端的@@高@@@@功率@@@@末级@@功放已被@@@@GaN功率@@放大器@@取代@@。栅极@@负压偏置使@@其在@@设计@@上有别于@@其它技术@@@@，有时设计@@具有@@一定挑战性@@；但@@它的@@性能@@@@在@@许多@@应用@@@@中@@@@@@是@@独特的@@@@。阅读本文@@，了解@@Qorvo的@@电源@@管理@@解决方案@@如@@何消除@@GaN的@@栅极@@@@偏置差异@@。

如@@今@@，电子工程师明白@@GaN技术@@需要栅极@@负电压工作@@。这曾经被@@视为@@负面@@的@@@@——此处@@“负面@@”和@@“负极@@”并非双关语@@——但@@今天@@@@，有一些技术@@使@@这种@@栅极@@负压操作变得微不足道@@。今天@@，我们拥有电源@@管理@@集成@@电路@@@@（PMIC）器件@@，可以@@轻松可靠@@地为@@这些@@@@GaN PA通电和@@断电@@@@，以@@及@@PMIC所带来更多其他@@优势@@。我们将在@@下面详细介绍@@。

在@@这篇@@188金宝搏@@ 文章@@@@中@@@@，我们将解读@@PMIC如@@何用@@于@@@@设计@@和@@控制@@雷达@@@@、无线基@@础设施@@@@、卫星通信@@@@和@@其他@@应用@@@@中@@@@的@@@@RF GaN PA技术@@。我们还将探讨@@PMIC如@@何帮助优化射频@@前端@@（RFFE）设计@@以@@获得最佳性能@@@@。

深@@入探讨@@RFFE功率@@管理的@@系统@@挑战@@

在@@往期博文@@中@@@@，我们探讨了在@@@@RFFE中@@使@@用@@@@@@GaN 功率@@放大技术@@进行设计@@@@时遇到@@的@@障碍@@。以@@下@@是@@对相关内容的@@回顾@@：

从@@电力供应的@@角度来看@@，还有其他@@障碍@@——比@@如@@@@：

事实上@@，采用@@@@PMIC可完全@@消除上述@@障碍@@。

深@@入了解@@@@电源@@轨@@

在@@许多@@RF放大器系统@@中@@@@@@，RFFE的@@电源@@轨很可能为@@开关@@电源@@@@。这些@@开关@@电源@@具有@@高@@电压摆动和@@高@@斜率@@，这会增加噪声的@@可能性@@。此外@@还会产生少量的@@电源@@调制噪声@@，如@@测量的@@电源@@调制比@@@@（PSMR）。该@@PSMR是@@对调制到@@@@RF发射载波上的@@@@缺陷@@（纹波和@@噪声@@）的@@测量@@。可以@@使@@用@@@@非隔离@@的@@@@RF负载点调节器@@（PMIC中@@的@@@@RF PoL）来减少或@@消除这种@@噪声@@。实施@@RF PoL/PMIC可为@@@@RFFE应用@@@@带来最佳运行所需的@@高@@@@精度电压轨@@、快速动态@@响应负载@@，和@@低@@噪声@@。

对于@@@@RF功率@@放大器@@应用@@@@而@@言@@，纯净的@@发射器信号并避免电源@@干扰非常重要@@，以@@免在@@载波频率周围产生尖峰@@（其他@@线路辐射@@）。这正是@@@@RF PoL的@@优势@@所在@@@@；它能产生高@@输出@@电压@@，有助于@@优化功率@@放大器@@的@@效率@@@@，控制@@功率@@放大器@@件的@@额定值@@，并构建一个@@可调@@的@@控制@@回路@@，从@@而@@提供@@一个@@低@@噪声电源@@@@。如@@下图@@所示@@@@，借助@@SiC FETs、 ACT43950和@@ACT43850这三种电源@@链器件@@@@，可以@@获得全@@功能的@@低@@噪声电源@@链@@。

简化的@@电源@@@@、PMIC和@@RFFE

上述@@PMIC框图@@分解如@@下@@：

GaN PA PMIC控制@@器@@
· ACT43750——是@@一款@@高@@度集成@@的@@@@漏极开关@@和@@栅极@@负压调节器@@，可实现超快速@@RF GaN功率@@放大器@@漏极开关@@@@。此外@@，它可以@@自@@动瞬时保持恒定的@@@@RF GaN功率@@放大器@@栅极@@电压偏置时序@@，并提供@@动态@@偏置校准@@——即针对温度波动@@、电流坍塌和@@器件@@老化进行调整@@。

启动自@@动偏压控制@@时序@@

自@@动生成栅极@@负偏置电压@@

上电时自@@动校准偏置点@@

提供@@开@@/关漏极开关@@@@

当@@GaN功率@@放大器@@因温度漂移和@@老化而@@产生漂移时@@，重新校准偏置点@@

电源@@——恒流稳压器和@@降压@@RF PoL
· ACT43950——一款高@@压恒流电容@@器充电控制@@器@@@@，与@@Qorvo的@@SiC FET配合使@@用@@@@@@，可提供@@@@全@@量程可编程的@@输出@@@@电压轨和@@电流@@

· ACT43850——RF PoL降压型@@@@DC-DC电源@@转换器@@@@；其使@@用@@@@@@ACT43950的@@输出@@@@并将其降至@@为@@@@GaN功率@@放大器@@优化的@@良好稳定电压@@。凭借其先进的@@@@配置选项@@，RFFE系统@@可以@@最大@@限度降低@@噪声及电磁干扰@@（EMI），从@@而@@获得最高@@性能@@@@。

在@@上文中@@@@，ACT43750调节栅极@@和@@漏极@@——漏极电压范围为@@@@10至@@55V。需要注意的@@是@@@@，如@@果您的@@系统@@设计@@已经实施@@了电压轨@@，ACT43750也可独立使@@用@@@@@@。在@@这种@@情况下@@，需要添加@@ACT43750和@@开关@@@@（GaN或@@Si）。系统@@中@@@@的@@@@ACT43750单独为@@@@RF系统@@的@@@@GaN器件@@提供@@@@10至@@55V直流@@恒定轨@@（适合此电压范围的@@@@GaN功率@@放大器@@有@@：QPD0005M、QPA0017和@@QPA2612，其它产品@@请访问@@@@@@qorvo.com/products/amplifiers/power-amplifiers）。但@@是@@@@，如@@不添加@@ACT43950和@@ACT43850，您的@@设计@@@@将需要更大的@@功率@@@@@@188足彩外围@@@@app 与@@导线@@，如@@上所述@@。

ACT41000可用@@于@@@@低@@电压解决方案@@@@；其漏极电压范围为@@@@@@3至@@24V。往期博文@@《使@@用@@@@电源@@管理@@模块为@@@@GaN功率@@放大器@@上电@@（和@@断电@@）》对这一器件@@进行了概述@@；此篇博文和@@相关视频教程@@（qorvo.com/design-hub/videos/using-advanced-power-management-to-optimize-gan-pa-performance）介绍了@@如@@何在@@系统@@中@@@@设置和@@使@@用@@@@该@@器件@@@@。

RF系统@@设计@@中@@@@使@@用@@@@@@的@@@@ACT41000 PMIC

该@@器件@@与@@上述@@@@PMIC、SiC FET和@@GaN功率@@放大器@@器件@@一样@@@@，适用@@于@@@@雷达@@@@、无线基@@础设施@@@@等@@领域@@@@。

结@@语@@

当@@今的@@@@RF系统@@越来越小@@@@，要求@@更宽@@的@@@@RF带宽@@@@、更高@@@@的@@功率@@@@@@、更高@@@@的@@工作温度@@，且必须比@@以@@前的@@解决方案@@更加可靠@@@@。这通常@@意味着@@系统@@复杂性的@@增加@@@@；但@@在@@@@RF GaN应用@@@@中@@@@采用@@@@@@ Qorvo的@@PMIC，能够让复杂的@@功率@@@@树更易于@@管理@@。PMIC使@@控制@@@@、操作和@@性能@@更为@@精确@@、可靠@@和@@优化@@。技术@@的@@进步让我们再次@@“惊叹不已@@”。现在@@@@，采用@@@@PMIC，设计@@工程师可以@@更好@@、更轻@@松地进行设计@@@@@@，同时@@打造技术@@高@@度先进的@@@@@@RFFE系统@@。

了解@@有关此主题的@@更多信息以@@及@@获得针对您最新设计@@挑战的@@解决方案@@@@，请访问@@@@Qorvo Design Hub（qorvo.com/design-hub），获取@@内容丰富的@@视频@@、188金宝搏@@ 文章@@@@、白皮书和@@工具等@@@@。

了解@@更多有关本主题和@@其它@@Qorvo相控阵雷达@@解决方案@@的@@信息@@，请访问@@@@Qorvo.com网@@站或@@联系技术@@支持@@@@（qorvo.com/support/technical-support）。

来源@@：Qorvo半导体@@

巧用@@这三个@@@@GaN 器件@@ 轻松搞定紧凑型@@@@电源@@设计@@@@@@

judy — Thu, 26 Oct 2023 06:21:58 +0000

作者@@：Jeff Shepard，来源@@：得捷电子@@DigiKey

紧凑型@@@@ 100 瓦电源@@的@@@@应用@@@@范围不断增加@@，从@@ AC-DC 充电器@@和@@适配器@@@@、USB 供电@@ (PD) 充电器@@和@@快速充电@@(QC) 适配器@@，到@@ LED 照明@@、白色家电@@、电机驱动@@@@、智能仪表@@和@@工业@@系统@@等@@@@。对于@@@@这些@@离线反激式电源@@的@@@@设计@@者来说@@@@@@，面临的@@挑战是@@如@@何确保稳健性和@@可靠@@性@@@@，同时@@继续降低@@成本@@@@@@，提高@@@@效@@率@@@@，缩小@@外形尺寸@@@@以@@提高@@@@功率@@@@密度@@@@@@。

为@@了解@@决其中@@@@的@@@@许多问题@@，设计@@者可以@@用@@基@@于@@@@宽@@带隙@@@@ (WBG) 技术@@的@@器件@@@@ (GaN) 来取代硅@@@@ (Si) 功率@@开关@@@@。这样做直接转化为@@提高@@@@电源@@效率@@和@@减少对散热器的@@需求@@，从@@而@@实现更高@@@@的@@功率@@@@@@密度@@。然而@@@@，与@@硅@@@@相比@@@@@@，氮化镓@@开关@@更难驱动@@@@。

设计@@师可以@@克服与@@快速开关@@速度有关的@@问题@@@@，如@@杂散电感@@和@@电容@@以@@及@@高@@频@@振荡@@，但@@这样做需要增加开发@@时间和@@成本@@@@。相反@@，设计@@者可以@@转向@@高@@度集成@@的@@@@离线反激式转换开关@@@@@@@@@@ IC，其内部@@装有氮化镓@@功率@@器件@@@@。

本文简要讨论了氮化镓@@的@@优势@@及其设计@@挑战@@。然后@@，介绍了@@Power Integrations的@@三个@@带有@@内部@@氮化镓@@功率@@开关@@@@的@@集成@@离线反激式转换开关@@@@@@@@@@@@ IC 平台@@，并说@@明如@@何使@@用@@@@它们来制作高@@效@@率@@的@@电源@@转换器@@@@设计@@@@。最后@@讨论了互补的@@@@MinE-CAP大容量电容@@器小@@型@@化@@和@@浪涌管理@@ IC，以@@及@@一个@@有用@@的@@在@@线设计@@环境@@。

什么是@@@@ GaN，它有什么好处@@？

GaN（氮化镓@@）是@@一种@@ WBG 半导体@@材料@@@@，与@@硅@@@@相比@@@@@@，它具有@@低@@@@“导通@@”电阻@@、高@@击穿强度@@、快速开关@@速度和@@高@@热导率@@等@@优势@@。使@@用@@@@氮化镓@@代替硅@@@@，可以@@制造@@出在@@开启和@@关闭期间具有@@更低@@开关@@损耗的@@开关@@@@。此外@@，具有@@等@@效导通@@电阻@@的@@氮化镓@@器件@@比@@它们的@@同类产品@@小@@得多@@。因此@@，在@@既定芯片@@尺寸@@下@@，氮化镓@@功率@@开关@@@@具有@@较低@@的@@综合传导损耗和@@开关@@@@损耗@@（图@@ 1）。

图@@ 1：在@@给定的@@芯片@@尺寸@@下@@，与@@硅@@@@ MOSFET 相比@@@@，GaN 器件@@的@@导通@@电阻@@更低@@@@，导致总损耗更低@@@@。（图@@片@@来源@@@@：Power Integrations）

虽然@@氮化镓@@具有@@明显的@@优势@@@@，但@@它在@@设计@@上可能具有@@挑战性@@。例如@@@@，由@@于@@@@ GaN 器件@@的@@开关@@速度@@极快@@，驱动@@电路@@布局@@对来自@@印刷电路@@板和@@分立@@@@ GaN 封装@@的@@@@杂散电感@@和@@电容@@可能非常敏感@@。驱动@@ GaN 器件@@时可能出现的@@快速电压波动@@ (dv/dt) 和@@高@@频@@振荡会产生更多的@@电磁干扰@@ (EMI)，需要将其过滤掉以@@防@@止转换器@@效率@@降低@@@@。另外@@，氮化镓@@器件@@的@@@@快速开关@@特性使@@得保护@@它们不受@@故障条件的@@影响@@变得很困难@@，因为@@@@它们损坏器件@@的@@速度比@@保护@@电路@@的@@反应还要快@@。

简洁而@@不牺牲性能@@@@

Power Integrations 通过@@其准谐振@@@@ InnoSwitch3-CP、InnoSwitch3-EP 和@@ InnoSwitch3-Pro PowiGaN 转换开关@@@@ IC（图@@ 2）解决了@@这些@@复杂问题@@。PowiGaN 是@@ Power Integrations 内部@@开发@@的@@@@ GaN 电源@@开关@@技术@@@@，它取代了@@ InnoSwitch3 离线反激式转换开关@@@@@@@@ IC 初级@@侧的@@传统@@硅@@晶体管@@@@@@。相反@@，它将初级@@@@、次级@@和@@反馈电路@@集成@@在@@一个@@单一表@@面贴装器件@@@@ (SMD) InSOP-24D 封装@@中@@@@。这样一来@@，这些@@器件@@减少了驱动@@器@@布局@@的@@复杂性和@@@@EMI 的@@产生@@，同时@@也减少了传导和@@开关@@@@损耗@@，使@@得适配器@@和@@充电器@@以@@及@@开放式框架电源@@更有效@@、更轻@@、更小@@@@。

使@@用@@@@这种@@方法可以@@使@@电源@@设计@@@@者专注于@@电源@@传输@@、热性能@@@@、外形尺寸@@和@@其他@@应用@@@@考虑@@，而@@不会被@@具有@@挑战性的@@@@ GaN 技术@@所干扰@@。

图@@ 2：InnoSwitch3 离线反激式转换开关@@@@@@@@ IC 带有@@ GaN 开关@@，采用@@@@节省空间的@@@@ InSOP-24D 封装@@。（图@@片@@来源@@@@：Power Integrations）

采用@@@@ PowiGaN 技术@@的@@三个@@@@ InnoSwitch3 系列@@针对特定的@@应用@@@@类别进行了优化@@。

InnoSwitch3-CP 适用@@于@@@@电池充电等@@应用@@@@@@，可以@@从@@恒定的@@功率@@@@曲线中@@受益@@@@。

InnoSwitch3-EP 适用@@于@@@@一系列@@消费和@@工业@@应用@@@@中@@@@的@@开放式@@ AC-DC 电源@@。

InnoSwitch3-Pro 器件@@包括@@一个@@@@@@ I²C 数字接口@@@@，可实现恒压@@ (CV) 和@@恒流@@ (CC) 设定点@@、安全@@模式@@选项和@@异常处理的@@软件控制@@@@。

InnoSwitch3 IC 具有@@准谐振@@控制@@功能@@，在@@整个@@负载范围内效率@@高@@达@@@@@@ 95%，支持@@精确@@ CV、CC 和@@恒定功率@@@@ (CP) 输出@@，以@@满足@@@@各种应用@@@@需求@@，并包含@@无损电流感应技术@@@@。后者消除了对降低@@效率@@的@@外部电流感应电阻@@的@@需要@@，这些@@电阻@@甚至@@可以@@超过许多分立@@设计@@中@@@@的@@@@ GaN 开关@@的@@电阻@@@@。

该@@开关@@的@@其他@@主要特性包括@@二次侧感应@@、专用@@同步整流@@@@ MOSFET 驱动@@器@@、一次侧和@@二次侧控制@@器@@间的@@集成@@@@ FluxLink 电感@@耦合反馈连接@@、>4,000 伏交流电@@ (VAC) 的@@隔离@@@@、符合@@全@@球能效要求@@@@、低@@ EMI、符合@@安全@@和@@法规@@（UL1577 和@@ TUV（EN60950 和@@EN62368）安全@@认证@@@@）以@@及@@ 100% 载荷步的@@瞬态响应@@。

数字可控的@@离线@@ CV/CC QR 反激式转换开关@@@@@@ IC

多化学和@@多协议电池充电器@@@@、可调@@ CV 和@@ CC LED 镇流器@@、高@@效@@USB PD 3.0+ 可编程电源@@@@ (PPS)、QC 适配器@@和@@类似应用@@@@的@@@@设计@@者可以@@从@@使@@用@@@@完全@@可编程的@@@@ InnoSwitch3-Pro IC 中@@受益@@，包括@@可用@@于@@@@提供@@高@@达@@@@ 90 瓦的@@@@ AC-DC 适配器@@和@@高@@达@@@@ 100 瓦的@@@@开放式框架@@ AC-DC 电源@@的@@@@ INN3378C、INN3379C 和@@ INN3370C（表@@ 1）。当@@需要对输出@@电流和@@电压调整进行精细控制@@时@@，这些@@器件@@也很有用@@@@（支持@@ 10 毫伏@@ (mV) 和@@ 50 毫安@@ (mA) 的@@步阶@@）。

表@@ 1：InnoSwitch3-Pro IC 的@@额定工作电压为@@@@ 230VAC ±15% 输入@@和@@@@ 85 至@@ 265 VAC 输入@@。（表@@格来源@@@@：Power Integrations）

InnoSwitch3-Pro 器件@@中@@@@的@@@@ I²C 接口@@简化了@@完全@@可编程电源@@@@的@@开发@@和@@生产@@（图@@ 4）。它能对输出@@电流和@@电压进行动态@@控制@@@@。它可以@@用@@来配置电源@@@@、控制@@ CV、CC 和@@ CP 设置点@@、保护@@设置@@，如@@过压和@@欠压阈值@@，并处理故障报告@@@@。集成@@的@@@@ 3.6 伏电源@@@@可用@@于@@@@为@@外部@@微控制@@器@@@@ (MCU) 供电@@。此外@@，<30 毫瓦@@ (mW) 的@@空载功耗@@@@（包括@@传感线路和@@@@ MCU）符合@@所有@@全@@球能源@@效率@@要求@@@@。

图@@ 3：InnoSwitch3-Pro IC 包括@@一个@@@@ I²C 接口@@，用@@于@@@@全@@数字控制@@和@@监测@@，以@@及@@一个@@集成@@的@@@@@@ 3.6 伏电源@@@@ (uVCC)，为@@外部@@MCU 供电@@。（图@@片@@来源@@@@：Power Integrations）

硬件可配置解决方案@@@@

针对不需要数字编程或@@监控的@@应用@@@@@@，Power Integrations 提供@@了@@ InnoSwitch3-CP（图@@ 5）和@@ -EP 系列@@硬件可配置解决方案@@@@@@。与@@ InnoSwitch3-Pro 一样@@，InnoSwitch3-CP 和@@ InnoSwitch-EP 器件@@包括@@主控制@@器@@和@@辅助控制@@器@@@@，并在@@单个@@@@ IC 中@@实现了@@额定电压@@ >4000 VAC 的@@增强隔离@@@@。保护@@功能包括@@输出@@过压和@@过流限制@@，交流线路过压和@@欠压保护@@@@@@，以@@及@@超温关断@@。这些@@器件@@具有@@高@@抗噪能力@@，能够让设计@@实现@@ EN61000-4 "A" 级@@性能@@水平@@。

图@@ 4：显示的@@是@@@@ InnoSwitch3-CP 的@@典型@@应用@@@@@@，在@@一次侧和@@二次侧控制@@器@@之间有@@ FluxLink 电感@@耦合反馈连接@@（虚线@@）。（图@@片@@来源@@@@：Power Integrations）

对于@@@@最高@@@@ 100 瓦的@@@@高@@@@效反激式转换器@@@@的@@设计@@@@者来说@@@@@@，如@@要让设计@@用@@于@@@@诸如@@@@@@ USB PD、QC 适配器@@之类应用@@@@@@，就可以@@使@@用@@@@@@ InnoSwitch3-CP 器件@@，如@@ INN3278C、INN3279C 和@@ INN3270C（表@@ 2）。这些@@ QR 转换开关@@@@ IC 具有@@ CV 和@@ CC 模式@@，带有@@恒定的@@电源@@配置文件@@，支持@@锁存和@@自@@动重启标准@@组合@@。电缆掉线补偿是@@一个@@可选@@功能@@。

表@@ 2：用@@于@@@@适配器@@和@@开放式设计@@的@@@@@@ InnoSwitch3-CP 系列@@额定功率@@@@（表@@格来源@@@@：Power Integrations）

对于@@@@像@@水电气@@表@@@@、工业@@和@@智能电网@@电源@@@@、白色家电@@的@@待机和@@偏置电源@@@@、消费产品@@以@@及@@不使@@用@@@@恒定功率@@操作的@@计算机这样的@@应用@@@@@@，设计@@人员可选@@择的@@@@ InnoSwitch3-EP 器件@@如@@@@ INN3678C、INN3679C 和@@ INN3670C（表@@ 3）。

表@@ 3：InnoSwitch3-EP IC 在@@ 230 VAC ±15% 电压实现全@@额定功率@@@@，在@@ 85 至@@ 265 VAC 的@@宽@@输入@@范围内则降额输出@@@@。（表@@格来源@@@@：Power Integrations）

InnoSwitch3-EP 器件@@支持@@良好的@@多@@输出@@交叉调节@@。输出@@电流感应可通过@@一个@@外部电阻@@调节@@，而@@ CV/CC 性能@@非常准确@@，不受@@任何外部@@188足彩外围@@@@app 影响@@。这些@@ QR 反激式转换开关@@@@@@ IC 可选@@择自@@动重启输出@@欠压保护@@@@@@，并可订购标准@@或@@峰值功率@@传输选项@@。

大容量电容@@器的@@小@@型@@化@@和@@浪涌管理@@

为@@了进一步减少@@188足彩外围@@@@app 数量@@并提高@@@@@@ AC-DC 电源@@的@@@@性能@@@@，使@@用@@@@ InnoSwitch3 PowiGaN IC 的@@设计@@@@人员还可以@@使@@用@@@@互补的@@@@ MinE-CAP 大容量电容@@器小@@型@@化@@和@@浪涌管理@@ IC 来实现非常高@@的@@功率@@@@密度@@设计@@@@（图@@ 8）。MinE-CAP 可以@@将@@输入@@大容量电容@@器的@@体积最高@@减少@@ 50%，而@@且它不需要限制浪涌电流的@@@@负温度系数@@ (NTC) 热敏电阻@@@@。MinE-CAP 的@@使@@用@@@@也降低@@了@@输入@@桥式整流器和@@熔断器的@@压力@@，从@@而@@提高@@@@了@@电源@@的@@@@可靠@@性@@@@@@。

图@@ 5：MinE-CAP 大容量电容@@器小@@型@@化@@和@@浪涌管理@@ IC 是@@高@@密度@@ AC-DC 电源@@中@@@@InnoSwitch3 离线反激式转换开关@@@@@@@@ IC 的@@自@@然补充@@。（图@@片@@来源@@@@：Power Integrations）

与@@ InnoSwitch3 IC 一样@@，MinE-CAP 利用@@@@ PowiGaN 器件@@的@@小@@尺寸@@@@和@@低@@导通@@电阻@@来提高@@@@系统@@性能@@@@。MinE-CAP 根据@@交流线路电压条件@@，自@@动连接和@@断开大容量电容@@器网@@络@@的@@各个@@部分@@。这样设计@@者就能够使@@用@@@@最小@@的@@大容量电容@@器@@（图@@ 8 中@@的@@@@ CHV）进行高@@交流线路电压操作@@，同时@@将大部分能量储存放在@@较低@@电压的@@电容@@器@@(CLV) 中@@，供低@@线路电压条件下@@使@@用@@@@@@。由@@于@@@@低@@电压电容@@器比@@高@@电压电容@@器小@@得多@@，使@@用@@@@ MinE-CAP 可以@@减少大容量输入@@电容@@器的@@整体尺寸@@@@，而@@效率@@没有降低@@@@，输出@@纹波没有增加@@，也不需要重新设计@@电源@@变压器@@。
使@@用@@@@ MinE-CAP 可以@@减少电源@@的@@@@尺寸@@@@，就像@@增加开关@@频率以@@缩小@@变压器尺寸@@一样@@有效@@。MinE-CAP解决方案@@使@@用@@@@了更少的@@@@188足彩外围@@@@app ，并消除@@了高@@频@@设计@@的@@@@挑战@@，如@@变压器钳位耗散增加和@@@@ EMI 更高@@@@。

在@@线设计@@工具@@

Power Integrations 还提供@@一个@@叫@@ PI Expert 的@@工具@@，以@@加快使@@用@@@@@@ InnoSwitch3 系列@@ PowiGaN 集成@@离线反激式转换开关@@@@@@@@@@ IC 的@@离线反激式电源@@的@@@@设计@@@@。围绕着一个@@自@@动化的@@图@@形用@@户界面@@ (GUI)，PI Expert 使@@用@@@@电源@@规格来自@@动生成一个@@电源@@转换解决方案@@@@。它为@@设计@@者提供@@了@@构建和@@测试@@一个@@原型@@电源@@转换器@@@@所需的@@所有@@细节@@。使@@用@@@@ PI Expert，设计@@师可以@@在@@几分钟内完成@@一个@@完整的@@@@设计@@@@。

使@@用@@@@基@@于@@@@@@ PowiGaN 的@@ InnoSwitch3 IC 进行设计@@@@与@@使@@用@@@@基@@于@@@@@@硅@@的@@@@ InnoSwitch3 器件@@相同@@。在@@优化@@ PowiGaN 和@@硅@@@@器件@@的@@开关@@频率@@@@、EMI 滤波@@、变压器设计@@@@、偏置和@@同步整流@@时@@，PI Expert 的@@作用@@@@是@@相同的@@@@。该@@工具自@@动实现任何必要的@@更改@@，以@@适应基@@于@@@@@@ PowiGaN 的@@设计@@@@的@@@@高@@功率@@@@要求@@@@。该@@工具会输出@@一个@@交互式电路@@原理图@@@@、完整的@@@@ BOM、详细电气@@参数以@@及@@对印刷电路@@板布局@@的@@建议@@。结@@果还包括@@完整的@@@@磁设计@@@@，包括@@磁芯尺寸@@@@、导线厚度@@、并行导线数@@、每个@@@@绕组的@@匝数以@@及@@机械装配的@@绕组说@@明@@。

结@@语@@

对于@@@@应用@@@@范围包括@@@@ AC-DC 充电器@@和@@适配器@@@@到@@工业@@系统@@的@@@@离线@@ 100 瓦电源@@来说@@@@@@，设计@@者面临着需要提高@@@@功率@@@@密度@@@@@@，降低@@成本@@@@，以@@及@@减少开发@@时间的@@挑战@@。使@@用@@@@ GaN WGB 技术@@可以@@提供@@帮助@@，但@@使@@用@@@@@@ GaN 设计@@需要仔细考虑电路@@板布局@@以@@及@@与@@高@@速@@开关@@有关的@@其他@@问题@@。

如@@上所述@@，基@@于@@@@ InnoSwitch3 QR 反激式转换开关@@@@@@ IC 的@@更多集成@@方法@@，能够让设计@@者开发@@出优雅@@、高@@效@@的@@电源@@转换器@@@@@@，获得氮化镓@@开关@@的@@性能@@@@优势@@@@@@，同时@@降低@@了@@通常@@与@@采用@@@@新技术@@有关的@@风险@@。

使@@用@@@@ InnoSwitch3，结@@合@@ Power Integrations 的@@ MinE-CAP 浪涌电流管理和@@大容量电容@@器微型@@化@@ IC，以@@及@@该@@公司的@@@@ PI Expert 在@@线设计@@工具@@，设计@@者可以@@更快速@@地打造出紧凑@@、坚固@@、经济的@@电源@@@@，元器件@@@@数量@@更少@@，又符合@@全@@球效率@@标准@@@@。

利用@@@@封装@@@@、IC和@@GaN技术@@提升@@电机驱动@@@@性能@@@@

judy — Sat, 07 Oct 2023 06:59:52 +0000

作者@@：Nenad Belancic，Adam Gozdzicki

电机驱动@@@@设计@@方面@@的@@技术@@@@进步为@@我们开启了许多大门@@。例如@@@@在@@运动控制@@系统@@中@@@@@@，更高@@@@精度@@、效率@@和@@控制@@能力给用@@户体验性和@@安全@@性@@、资源优化以@@及@@环境友好性等@@方面@@带来了诸多好处@@。无刷电机技术@@的@@引入则是@@业界朝着全@@面提升@@效率@@@@迈出的@@重要一步@@。

从@@有刷到@@无刷的@@转换已经有很长时间了@@，随着@@更多新技术@@和@@@@系统@@组件的@@引入@@，还在@@继续向@@前发展@@。与@@此同时@@@@，电气@@188足彩外围@@@@app 的@@最新发展也使@@得更好的@@热管理@@、更高@@@@的@@功率@@@@@@密度和@@小@@型@@化@@成为@@@@可能@@，从@@而@@能以@@更具竞争@@力的@@成本@@执行更复杂的@@任务@@。

业界一流的@@@@半导体@@技术@@能使@@低@@中@@压等@@级@@的@@电机设计@@更加高@@效@@和@@小@@巧@@，并为@@@@终端@@用@@户提供@@更强的@@功能@@。工程师们可以@@选择@@不同@@的@@半导体@@解决方案@@@@，来进一步优化电机驱动@@@@设计@@@@。

终端@@产品@@的@@@@开关@@频率@@和@@热阻等@@技术@@@@参数为@@驱动@@器@@提出了一定的@@要求@@@@。为@@了创建一个@@能够提高@@@@功率@@@@密度@@@@并缩小@@尺寸@@@@的@@最优设计@@@@，设计@@师必须尽量降低@@损耗@@：包括@@传导损耗和@@开关@@@@损耗@@，并改善热管理性能@@@@。

大功率@@@@封装@@技术@@改进@@

伴随着@@机器人@@和@@电动@@工具中@@电池电压不断提高@@@@的@@趋势@@，电机驱动@@@@器@@功率@@也在@@不断提高@@@@@@。这就意味着@@在@@高@@额定电流@@、耐用@@性和@@延长寿命方面@@@@，对功率@@半导体@@@@的@@要求@@越来越高@@@@。满足@@这些@@要求@@@@的@@一个@@具有@@深@@远意义的@@场景是@@新的@@封装@@技术@@平台@@@@，它有三种不同@@的@@@@变化@@，其选用@@取决于@@具体需求@@(参见图@@@@@@1)。

图@@1：TOLL、TOLG和@@TOLT封装@@技术@@全@@面比@@较@@@@。来源@@：英飞凌@@

经过@@优化的@@@@TO无引脚@@@@(TOLL)可以@@处理高@@达@@@@300A的@@电流@@，在@@大幅减少占位面积@@的@@情况下@@，提高@@@@了@@功率@@密度@@@@。与@@D2PAK相比@@@@，占位面积@@减小@@@@了@@30%，高@@度降低@@了@@@@50%，因此@@总体上节省了@@60%的@@空间@@，使@@得设计@@更加紧凑@@。

带鸥翼的@@@@TO有引脚@@@@(TOLG)封装@@，提供@@了@@一个@@与@@@@TO无引脚@@@@封装@@兼容@@的@@外形尺寸@@@@。相对于@@@@无引脚@@@@式@@，鸥翼式引脚@@的@@额外优点@@是@@使@@得板上热循环@@(TCOB)性能@@提高@@@@了@@@@2倍@@。这种@@封装@@在@@绝缘铝金属@@基@@板@@(Al-IMS)上的@@@@性能@@@@非常出色@@。

TOLT是@@TOLx系列@@中@@采用@@@@@@TO有引脚@@@@顶端冷却方式的@@一种封装@@@@。通过@@顶端冷却@@，漏极暴露在@@封装@@表@@面@@，使@@95%的@@热量能够直接散发到@@散热器上@@，与@@TOLL封装@@相比@@@@@@，RthJA提高@@@@了@@20%，RthJC提高@@@@了@@50%。

三相栅极@@驱动@@控制@@器@@芯片@@@@

新的@@三相智能电机驱动@@@@芯片@@@@，可以@@用@@来开发@@出采用@@@@无刷直流@@@@(BLDC)或@@永磁同步@@(PMS)电机的@@高@@@@性能@@电机驱动@@@@器@@@@。这些@@设计@@特别适合于@@移动机器人@@@@、无人机@@和@@电动@@工具应用@@@@@@。

图@@2：栅极@@驱动@@控制@@器@@芯片@@可以@@与@@微控制@@器@@集成@@在@@同一封装@@中@@@@@@。来源@@：英飞凌@@

借助@@使@@用@@@@内置@@数字@@SPI接口@@的@@@@50多个@@可编程参数@@，电机驱动@@@@器@@芯片@@可实现高@@度可配置@@，可以@@驱动@@各类广泛的@@@@MOSFET，从@@而@@实现最佳的@@系统@@效率@@@@。其他@@优点@@还包括@@@@：

·减少外部@@188足彩外围@@@@app 数量@@，减小@@@@PCB面积@@
·更优异的@@@@效率@@和@@电磁干扰@@(EMI)性能@@
·在@@使@@用@@@@不同@@的@@逆变器@@@@FET方面@@具有@@最大@@的@@灵活性@@
·具有@@高@@精度的@@电流@@检测能力@@，同时@@可节省外部@@188足彩外围@@@@app 数量@@
·更高@@@@的@@动态@@范围@@，可进一步提高@@@@信号分辨率@@
·更高@@@@的@@可靠@@性@@@@和@@故障检测能力@@
·利用@@@@氮化镓@@@@提高@@@@了@@效率@@和@@功率@@密度@@@@

在@@某些情况下@@，重要的@@设计@@@@目标是@@将功率@@电子器件@@集成@@在@@靠近电机的@@地方或@@同一壳体内@@。这种@@设计@@的@@@@潜在@@好处包括@@提高@@@@功率@@@@密度@@@@和@@降低@@@@BoM成本@@，因为@@@@电机和@@电子元器件@@@@可以@@放在@@一个@@较小@@的@@壳体内@@，借助@@系统@@效率@@的@@提升@@而@@节省了成本@@@@。

通常@@情况下@@，散热和@@大电容@@一直是@@影响@@集成@@式电机驱动@@@@器@@@@(IMD)性能@@的@@不利因素@@。通过@@基@@于@@@@氮化镓@@@@(GaN)的@@设计@@@@，为@@克服开关@@速度和@@最大@@输出@@功率@@@@@@之间的@@艰难权衡提供@@了@@条件@@。利用@@@@面向@@@@场的@@控制@@@@(FOC)，实现了@@更高@@@@开关@@频率@@@@，进而@@带来许多系统@@优势@@，包括@@减小@@@@大电容@@容量@@、降低@@电机纹波电流@@、降低@@扭矩纹波和@@声学噪音等@@@@。另外@@，更高@@@@的@@频率还能降低@@电机温度@@。这种@@组合可以@@实现更高@@@@的@@端到@@端系统@@效率@@改进@@。

在@@无人机@@中@@@@，提升@@系统@@效率@@后@@，其好处不仅因损耗减少能使@@设计@@效率@@更高@@@@@@，而@@且体积变得更小@@@@@@，这是@@无人机@@变得更轻@@从@@而@@飞得更远的@@一个@@关键@@。

展望@@未来@@@@

更高@@@@的@@产品@@集成@@度可以@@帮助工程师更加容易地实现即买即用@@型@@解决方案@@@@，从@@而@@缩短产品@@的@@@@上市时间@@。正如@@电机驱动@@@@芯片@@那样@@，将高@@集成@@度与@@广泛的@@可编程功能结@@合@@在@@一起@@@@，可以@@形成竞争@@性优势和@@系统@@灵活性@@。新的@@封装@@和@@宽@@带隙@@技术@@还能提供@@额外的@@电机控制@@系统@@优势@@，例如@@@@：

新的@@封装@@设计@@可以@@提供@@更优化的@@热管理性能@@@@，因为@@@@功率@@开关@@@@的@@发热总是@@与@@开关@@损耗密不可分@@。

新的@@宽@@带隙@@器件@@为@@更高@@@@的@@开关@@频率@@驱动@@奠定了基@@础@@，在@@提高@@@@精度和@@缩小@@占位面积@@方面@@均大有裨益@@。

为@@了开发@@出最具竞争@@力的@@电机控制@@系统@@@@，设计@@师必须充分利用@@@@好所有@@最新的@@可用@@技术@@@@。

本文转载自@@@@：电子工程专辑微信公众号@@@@

常关@@D模式@@GaN相比@@@@常关@@@@E模式@@GaN的@@优势@@

judy — Fri, 08 Sep 2023 03:22:16 +0000

牢固耐用@@@@的@@@@GaN功率@@半导体@@@@领先企业阐述其常关@@@@D模式@@平台@@@@设计@@如@@何利用@@@@@@GaN的@@固有优势@@，而@@竞争@@对手@@E模式@@设计@@@@则必须降低@@性能@@@@

牢固耐用@@@@GaN功率@@半导体@@@@领域@@的@@@@全@@球领先企业@@Transphorm, Inc. (Nasdaq: TGAN) 宣布发布@@题为@@@@The Fundamental Advantages of D-Mode GaN in Cascode Configuration（共源共栅配置@@D模式@@GaN的@@基@@本优势@@）的@@最新白皮书@@。该@@白皮书提供@@了@@有关共源共栅@@（常闭@@）d模式@@GaN平台@@固有优势的@@简要指导@@。重要的@@是@@@@，本文继续解释了@@e模式@@平台@@@@如@@何要在@@根本上@@（物理层@@面@@）削弱一些固有性能@@优势@@@@，才能提供@@常关@@解决方案@@@@。本白皮书可在@@@@此处@@下载@@：https://bit.ly/wpdmodeganch。

白皮书要点@@

该@@白皮书介绍了@@常关@@@@d模式@@GaN平台@@具备的@@几个@@关键优势@@，包括@@：

1. 实现更高@@@@性能@@@@：优异的@@@@TCR (~25%)和@@更低@@的@@动态@@至@@静态导通@@电阻@@比@@@@ (~25%)，从@@而@@降低@@损耗@@/提高@@@@效@@率@@@@，并提供@@更优品质因数@@ (FOM)。
2. 轻松保持更高@@@@功率@@@@运行状态@@：Transphorm d模式@@具有@@更高@@@@的@@饱和@@电流@@，而@@e模式@@必须并联才能实现相同的@@电流@@@@，但@@这会导致功率@@密度@@和@@可靠@@性@@降低@@@@。
3. 牢固耐用@@@@，易于@@驱动@@@@：最耐用@@的@@栅极@@@@采用@@@@硅@@@@MOSFET SiO2栅极@@接口@@@@，不受@@e模式@@的@@@@p栅极@@限制@@，与@@硅@@@@基@@驱动@@器@@和@@控制@@器@@@@兼容@@@@。

“宽@@带隙@@行业@@长期以@@来一直在@@争论常关@@@@d模式@@GaN或@@e模式@@哪种解决方案@@更好@@。”Transphorm业务@@开发@@和@@营销高@@级@@副总裁@@Philip Zuk表@@示@@， “当@@我们首次进入@@市场@@时@@，我们探索了这两种选择@@@@，并选择@@了常关@@@@d模式@@解决方案@@@@，因为@@@@这是@@最可靠@@的@@选择@@@@，具有@@最强的@@性能@@@@和@@广泛的@@驱动@@器@@@@兼容@@性@@@@。它还具备全@@面的@@长期路线图@@以@@及@@@@e模式@@反复验证@@都不具备的@@系统@@设计@@能力@@。本白皮书旨在@@明确解释我们为@@何以@@这种@@方式设计@@@@GaN，从@@而@@帮助客户深@@入了解@@@@他们在@@选择@@@@GaN器件@@时的@@所得所获@@。”

十多年@@来@@@@，Transphorm凭借最可靠@@的@@@@GaN平台@@成功引领行业@@@@，目前@@现场运行时间已超过@@2000亿小@@时@@，支持@@从@@低@@功率@@系统@@到@@高@@功率@@@@系统@@的@@@@最广泛应用@@@@@@。公司率先获得@@JEDEC资质@@。率先取得@@AEC-Q101（汽车@@）资格@@。率先发布@@@@900V平台@@。目前@@正在@@开发@@@@用@@于@@@@@@800 V电动@@汽车@@电池应用@@@@的@@@@@@1200 V演示平台@@@@。

Transphorm展示的@@一款四象限开关@@能在@@微型@@逆变器@@和@@双向@@@@系统@@等@@目标设计@@中@@@@将器件@@数量@@减少两到@@四个@@@@。此外@@，这款开关@@还具备@@5微秒的@@短路承受时间@@ (SCCL)，从@@而@@打开了价值数十亿美元@@@@的@@电机控制@@和@@电动@@汽车@@@@动力总成应用@@@@市场@@@@。

凭借其全@@面的@@产品@@平台@@@@，该@@公司已经实现了@@从@@数十瓦到@@@@7.5千瓦客户产品@@的@@@@设计@@导入和@@量产@@，其应用@@@@范围包括@@计算@@（数据@@中@@心@@和@@网@@络@@电源@@@@、高@@性能@@游戏@@、区块链@@、人工智能计算@@）、能源@@/工业@@（任务关键型@@@@UPS和@@微型@@逆变器@@@@）以@@及@@消费类适配器@@@@/快速充电器@@@@（笔记本电脑@@、移动设备@@@@、家用@@电器@@）。该@@公司将这一切归功于@@其最初为@@客户提供@@的@@常关@@@@d模式@@设计@@@@。

白皮书概要@@

总体而@@言@@，本白皮书讨论了@@GaN固有的@@物理特点@@。以@@及@@常关@@@@d模式@@GaN解决方案@@如@@何最大@@限度地发挥@@这些@@固有优势@@，从@@而@@创建具有@@更高@@@@可靠@@性@@@@、可设计@@性@@、可驱动@@性@@、可制造@@性和@@多功能性的@@卓越平台@@@@。

具体来说@@@@@@，本白皮书探讨了二维电子气通道@@@@ (2DEG) 的@@作用@@@@，这是@@一种@@在@@@@GaN HEMT栈中@@自@@发形成的@@自@@然现象@@。由@@于@@@@所有@@@@GaN平台@@（包括@@e模式@@）的@@核心都是@@常开@@d模式@@平台@@@@，本文将继续研究@@2DEG和@@整个@@平台@@的@@性能@@@@如@@何取决于@@是@@选择@@@@d模式@@还是@@@@e模式@@来关闭平台@@@@。

最后@@纠正有关常关@@@@d模式@@和@@@@e模式@@器件@@性能@@@@的@@@@一些误区@@。

白皮书获取@@方式@@

此白皮书可通过@@以@@下@@链接免费下载@@：www.transphormchina.com/document/wp-dmode-gan-advantages。

关于@@@@ Transphorm

Transphorm, Inc.是@@GaN创新的@@全@@球领先企业@@，为@@高@@电压功率@@转换@@应用@@@@设计@@和@@制造@@高@@性能@@@@、高@@可靠@@性@@的@@@@GaN半导体@@。Transphorm拥有庞大的@@功率@@@@@@GaN知识产权组合@@，包括@@超过@@1000个@@自@@有或@@授权专利@@@@。Transphorm生产了业界首款符合@@@@JEDEC和@@AEC-Q101标准@@的@@高@@@@电压@@GaN半导体@@器件@@@@。公司的@@垂直一体化器件@@业务@@模式@@能够实现在@@@@设计@@@@、制造@@、器件@@和@@应用@@@@支持@@@@等@@每一个@@开发@@阶段进行创新@@。Transphorm的@@创新推动电力电子技术@@突破了硅@@材料@@的@@局限@@，实现了@@99%以@@上@@的@@效率@@@@，使@@功率@@密度@@提高@@@@@@50%，系统@@成本@@降低@@@@20%。Transphorm总部位于@@加州戈莱塔市@@，在@@戈莱塔和@@日本会津设有制造@@业务@@@@。若要了解@@更多信息@@，请访问@@@@http://www.transphormchina.com。敬请关注我们的@@@@Twitter@transphormusa和@@微信@@@ Transphorm_GaN。

GaN和@@SiC，最新判断@@！

judy — Wed, 30 Aug 2023 02:39:54 +0000

本文转载自@@@@：内容由@@半导体@@行业@@观察@@（ID：icbank）编译自@@@@Yole，谢谢@@。

据@@Yole预测@@，预计到@@@@ 2028 年@@，功率@@ GAN 市场@@将占电力电子市场@@的@@@@ 6% 以@@上@@。其中@@@@，消费类快速充电器@@@@和@@适配器@@@@仍然是@@@@@@ Power GaN 的@@主要驱动@@力@@。新趋势包括@@更高@@@@功率@@@@@@（高@@达@@ 300W）和@@“全@@ GaN”充电器@@，从@@而@@导致@@每个@@@@充电器@@的@@@@ GaN 含量更高@@@@@@。功率@@ GaN 正在@@扩展到@@其他@@消费应用@@@@@@，例如@@@@智能手机中@@的@@@@@@ OVP，带来了数十亿的@@市场@@机会@@。

除了消费者之外@@，我们预计功率@@@@ GaN、汽车@@和@@数据@@通信@@应用@@@@还有两个@@@@增长驱动@@力@@。对于@@@@汽车@@而@@言@@，GaN 器件@@可用@@于@@@@多种应用@@@@@@。100V GaN 器件@@用@@于@@@@@@ ADAS 的@@汽车@@@@ LiDAR。在@@动力系统@@中@@@@采用@@@@@@ GaN 不再是@@@@“是@@否@@”的@@问题@@，而@@是@@@@“何时@@”的@@问题@@，因为@@@@近十年@@来@@，多家汽车@@一级@@供应商一直与@@设备@@供应商密切合作@@，重点关注@@ OBC 和@@ DC-DC 转换器@@。

在@@数据@@通信@@方面@@@@，功率@@超过@@ 3kW、钛效率@@达到@@@@@@ 80Plus 的@@ GaN 电源@@已经上市@@，其外形尺寸@@比@@硅@@基@@替代品更好@@。多家厂商正在@@开发@@@@@@ IBC（中@@间总线转换器@@@@）。GaN Systems 的@@分析表@@明@@，数据@@中@@心@@中@@的@@@@@@ GaN 通过@@减少运营支出并降低@@二氧化碳排放量@@，实现更可持续的@@业务@@@@。

随着@@这些@@不同@@应用@@@@的@@@@整体增长@@，功率@@ GaN 器件@@市场@@预计到@@@@@@ 2028 年@@将价值@@20.4亿美元@@@@，2022-2028 年@@复合年@@增长率为@@@@ 49%。

2023 年@@，英飞凌@@宣布以@@创纪录的@@@@83亿美元@@@@交易收购@@@@ GaN Systems。其他@@ IDM 也在@@做出重大努力和@@投资来加强其功率@@@@ GaN 活动@@。例如@@@@，意法半导体@@正在@@法国图@@尔建设其内部@@@@ 8 英寸@@ GaN 制造@@工厂@@。Nexperia 正在@@开发@@@@其@@ e-mode 技术@@，ROHM 则于@@@@ 2022 年@@凭借其@@ EcoGaN 150V 和@@ 650V 产品@@组合@@进入@@功率@@@@ GaN 市场@@。我们预计其他@@成熟的@@电力电子@@ IDM 将在@@未来@@几年@@通过@@并购或@@内部@@技术@@开发@@进入@@功率@@@@ GaN 行业@@。

到@@2023年@@，无晶圆厂商业模式@@仍将主导@@Power GaN生态系统@@@@。大多数无晶圆厂公司与@@台积电合作@@。与@@此同时@@@@，X-fab和@@BelGaN等@@其他@@代工厂正在@@吸引更多关注并获得更多市场@@份额@@。这两家代工厂没有内部@@外延@@，这对于@@@@@@外延业务@@来说@@@@是@@一个@@机会@@。IQE、Siltronic、Enkris 和@@ Soitec 等@@多家@@ Epihouse 已推出@@@@ 6 英寸@@和@@@@ 8 英寸@@硅@@基@@@@ GaN 外延片@@@@。例如@@@@，当@@需要二次采购时@@，代工厂和@@@@ Epihouse 也可以@@与@@@@ IDM 开展业务@@@@。我们已经看到@@意法半导体@@与@@台积电一起@@生产@@ MasterGaN 产品@@。

展望@@未来@@@@，我们预计一些无晶圆厂公司将被@@@@IDM收购@@。其他@@无晶圆厂或@@晶圆厂公司将通过@@扩展到@@其他@@市场@@和@@产品@@多元化来继续增长@@。例如@@@@，Navitas 通过@@收购@@@@ GeneSiC 进入@@ Power SiC 业务@@。为@@了保持业务@@的@@可持续发展@@，无晶圆厂公司需要投资代工厂和@@@@外延厂以@@确保产能@@。

截至@@@@ 2023 年@@，已有超过@@ 260 种商用@@器件@@@@，具有@@不同@@的@@解决方案@@来实现常关@@操作@@、广泛的@@电压额定值和@@多种封装@@类型@@@@。一般来说@@@@@@，GaN 厂商越来越多地提出引脚@@对引脚@@@@兼容@@的@@器件@@@@，因为@@@@一些最终用@@户需要为@@某些应用@@@@进行多源采购@@。

GaN HEMT的@@主要平台@@仍然是@@@@@@6英寸@@GaN-on-Si。与@@此同时@@@@，随着@@Innoscience提高@@@@产能@@，以@@及@@其他@@@@IDM公司建立@@8英寸@@生产线@@，例如@@@@位于@@图@@尔的@@意法半导体@@以@@及@@位于@@菲拉赫和@@居林的@@英飞凌@@@@，8英寸@@硅@@基@@@@氮化镓@@正在@@获得更多份额@@。我们预计到@@@@@@2028年@@8英寸@@将占硅@@片@@总需求的@@@@60%以@@上@@。

蓝宝石基@@氮化镓@@也用@@于@@@@功率@@应用@@@@@@，以@@6英寸@@为@@主要平台@@@@。截至@@@@2023年@@，PI仍然是@@@@Sapphire的@@主要用@@户@@，而@@transphorm正在@@开发@@@@1200V GaN-on-Sapphire器件@@，将于@@@@2024年@@提供@@样品@@。其他@@来自@@@@LED业务@@的@@初创公司和@@公司@@，例如@@@@来自@@@@Epistar的@@GaNrich ，正在@@利用@@@@@@其在@@蓝宝石上@@ GaN 外延方面@@的@@专业知识及其已安装的@@外延生长能力进入@@功率@@@@ GaN 市场@@。这些@@公司将面临开发@@@@ GaN HEMT 前端工艺@@的@@挑战@@，这与@@@@ GaN LED 不同@@。

展望@@未来@@@@，我们看到@@了一些创新@@，旨在@@使@@功率@@@@ GaN 达到@@@@更高@@@@的@@击穿电压@@@@（>1200V），例如@@@@垂直@@ GaN-on-GaN，以@@及@@通过@@使@@用@@@@@@电隔离@@衬底实现更多单片@@集成@@@@，例如@@@@ IMEC 在@@ GaN-on 方面@@的@@工作@@-SOI 或@@ GaN-on-QST。

SiC，跑向@@@@8英寸@@时代@@

据@@Yole报道@@，到@@ 2028 年@@，功率@@ SiC 器件@@市场@@将增长至@@近@@90美元@@。

三个@@市场@@正在@@推动功率@@碳化硅@@@@的@@增长@@。从@@销量和@@市场@@价值来看@@，纯电动@@汽车@@@@是@@@@最大@@的@@市场@@@@，而@@ 800V 电动@@汽车@@@@是@@@@ SiC 获得增长动力的@@最佳点@@。EV 直流@@充电器@@的@@部署预测@@与@@@@ xEV 出货量的@@快速增长一致@@。特别是@@@@，SiC 非常适合高@@功率@@@@模块化充电器@@@@。这将是@@功率@@碳化硅@@@@的@@下一个@@十亿美元@@@@市场@@@@。就能源@@供应而@@言@@，考虑到@@@@ 2022-28 年@@期间安装数量@@不断增加@@，它代表@@着一个@@价值数亿美元@@@@的@@市场@@@@。

其他@@应用@@@@包括@@工业@@电源@@@@、电机驱动@@@@、铁路等@@@@。

截至@@@@2023年@@，功率@@SiC的@@主要趋势是@@整合功率@@模块封装@@业务@@以@@增加收入@@。尽管@@ IDM 基@@于@@@@两种不同@@的@@@@晶圆采购策略@@，但@@截至@@@@@@ 2023 年@@，IDM 仍是@@@@ Power SiC 的@@主流商业模式@@@@。一些领先的@@@@ IDM 已垂直整合晶圆制造@@@@，以@@更好地控制@@整个@@处理流程@@，而@@另一些则决定专注于@@器件@@级@@别@@@@，不在@@内部@@@@整合@@ SiC 晶圆活动@@@@。

最近宣布的@@功率@@@@@@ SiC 领域@@的@@@@并购和@@合作伙伴关系揭示了每个@@@@参与@@者所采取的@@各种战略立场@@。它们涉及产能扩张@@、融资@@、确保晶圆供应@@、接近新市场@@或@@推广新技术@@@@。

截至@@@@2023年@@，6英寸@@是@@龙头厂商的@@主流@@SiC晶圆尺寸@@@@，基@@于@@@@这一成熟平台@@有多种产能扩张计划@@。

Wolfspeed 是@@唯一一家在@@@@ 8 英寸@@平台@@上进行部分生产的@@厂商@@，尽管@@多家厂商已宣布打算遵循这一战略决策@@。许多玩家展示了@@@@8英寸@@样品并发布@@了应对所有@@挑战的@@创新方法@@。然而@@@@，8 英寸@@ SiC 在@@成本@@@@、设备@@交货时间@@、良率以@@及@@最重要的@@晶圆可用@@性方面@@仍然更具挑战性@@。

在@@器件@@层@@面@@，市场@@上平面@@@@SiC晶体管@@@@和@@沟槽@@SiC晶体管@@@@并存@@。它们提供@@不同@@的@@好处@@，其使@@用@@@@@@取决于@@每个@@@@玩家的@@策略和@@目标应用@@@@@@@@。

英诺赛科@@推出@@@@2.4KW Buck/Boost，应用@@@@于@@@@@@48V轻混系统@@@@

judy — Fri, 25 Aug 2023 02:55:49 +0000

与@@Si基@@系统@@相比@@@@@@，采用@@@@GaN功率@@器件@@的@@新型@@变换器@@拥有更高@@@@的@@功率@@@@@@输出@@密度和@@更高@@@@的@@能量转换效率@@@@，可以@@使@@系统@@小@@型@@化@@@@、轻量化@@，能够有效降低@@车载设备@@的@@体积和@@重量@@@@。

据@@行业@@预测@@@@，汽车@@电子将成为@@@@@@GaN 的@@下一个@@蓝海市场@@@@。当@@前@@，新能源@@汽车@@的@@续航@@、充电速度@@、轻量化@@是@@持续需要优化的@@方向@@@@。其中@@@@，逆变器@@、OBC、DC-DC、48V轻混系统@@@@、BMS等@@场景将是@@@@GaN的@@发挥@@空间@@。

针对汽车@@电子中@@的@@@@@@48V轻混系统@@@@应用@@@@@@，英诺赛科@@推出@@@@了@@2.4kW 双向@@@@buck/boost 参考设计@@@@，为@@48V轻混系统@@@@提供@@先进解决方案@@@@。

主要参数@@

尺寸@@
165mm×155mm×25mm

效率@@
Boost 满载效率@@@@：96.53%
Buck 满载效率@@@@：97.33%

功率@@密度@@
61.5W/in^3

InnoGaN
INN100W032A × 16

拓扑结@@构@@@@

效率@@数据@@@@
实测数据@@显示@@，英诺赛科@@48V轻混方案在@@@@Buck模式@@下@@，最大@@输出@@功率@@@@@@2400W，效率@@为@@@@97.3%，Boost 模式@@下@@，最大@@输出@@功率@@@@@@2200W，效率@@96.5%。

与@@同等@@@@ Si 方案相比@@@@@@，在@@Buck模式@@输出@@@@ 1800W 的@@条件下@@@@，效率@@提升@@@@ 0.5%，损耗下降约@@ 9.6W；输出@@功率@@@@2400W条件下@@，效率@@提升@@@@1.8%,损耗下降约@@ 46.5W，同等@@功率@@情况下@@，可以@@减少散热措施@@，降低@@变换器@@的@@体积和@@重量@@@@。

与@@同等@@@@ Si 方案相比@@@@@@，在@@输出@@@@ 1800W 的@@条件下@@@@，Boost 效率@@提升@@@@ 0.4%，损耗下降约@@ 7.7W。

器件@@性能@@@@
2.4kW buck/boost 采用@@@@16颗@@ InnoGaN - INN100W032A 实现低@@功耗@@效率@@转换@@。

INN100W032A 是@@一颗@@耐压@@ 100V，导阻@@ 3.2mΩ 的@@增强型@@@@@@ InnoGaN 器件@@，采用@@@@ WLCSP 3.5mmx2.13mm 封装@@，与@@Si 器件@@相比@@@@@@，INN100W032A 具备更低@@的@@导通@@电阻@@@@、极低@@的@@栅极@@@@电荷@@以@@及@@无反向@@恢复损耗等@@特性@@，体积十分小@@巧@@。与@@目前@@主流的@@@@ Si MOSFET 相比@@@@， INN100W032A 的@@硬开关@@品质因数仅为@@@@其@@ 16%，软开关@@品质因数也仅为@@@@其@@ 39%，可大大降低@@在@@@@ Buck/Boost 应用@@@@中@@@@开关@@器件@@的@@损耗@@，提升@@效率@@@@。

除了在@@@@ buck/boost 中@@应用@@@@@@，该@@器件@@在@@@@ Class-D、通信@@基@@站@@、电机驱动@@@@等@@应用@@@@中@@@@也具备较大优势@@。

方案优势@@
2.4kW buck/boost 方案是@@英诺赛科@@为@@轻混汽车@@@@48V系统@@提供@@的@@基@@于@@@@氮化镓@@的@@先进解决方案@@@@，与@@当@@前@@的@@@@ Si 解决方案@@相比@@@@@@@@，Buck满载效率@@@@（2400W）提升@@1.8%，整机损耗减小@@@@@@41%。

应用@@@@领域@@@@
2.4kW buck/boost 将高@@性能@@@@ GaN 与@@先进的@@@@方案设计@@相结@@合@@@@@@，不仅能够有效地提升@@新能源@@车@@ 48V 系统@@的@@@@整体效率@@@@，而@@且还可以@@广泛应用@@@@于@@@@@@储能@@领域@@@@，为@@新能源@@汽车@@和@@储能@@产品@@提供@@了@@可靠@@@@、高@@效@@、节能的@@解决方案@@@@。

英诺赛科@@是@@全@@球@@领先的@@@@第三代半导体@@高@@新技术@@企业@@@@，致力于@@硅@@基@@氮化镓@@@@ (GaN-on-Si) 的@@研发与@@制造@@@@@@。拥有全@@球最大@@规模@@的@@@@8英寸@@硅@@基@@@@氮化镓@@晶圆生产基@@地@@，当@@前@@产能@@15000片@@/月@@，产品@@设计@@及性能@@处于@@国际先进水平@@。英诺赛科@@提供@@从@@@@30V-700V的@@高@@@@、中@@、低@@压@@全@@功率@@氮化镓@@产品@@@@，涵盖晶圆@@、分立@@器件@@@@、合封芯片@@三大品类@@，并为@@@@客户提供@@全@@氮化镓@@方案设计@@参考@@。自@@2015年@@成立至@@今@@，英诺赛科@@已获专利@@@@700多项@@，累计出货量超@@3亿颗@@@@。产品@@可广泛应用@@@@于@@@@@@消费电子@@、数据@@中@@心@@、汽车@@电子及新能源@@等@@前沿领域@@@@。

英诺赛科@@，用@@氮化镓@@打造绿色@@高@@效@@新世界@@！

文章@@@@来源@@@@：英诺赛科@@

英诺赛科@@100V GaN 再添新品@@，采用@@@@FCQFN封装@@

judy — Thu, 10 Aug 2023 02:28:17 +0000

英诺赛科@@宣布推出@@@@两款@@ 100V 新品氮化镓@@功率@@器件@@@@，旨在@@提高@@@@电源@@功率@@转换@@效率@@@@，降低@@系统@@损耗与@@成本@@@@。产品@@可应用@@@@于@@@@@@太阳能光伏逆变@@、光伏优化器@@、高@@频@@DC-DC转换器@@及电机驱动@@@@等@@场景@@。

此前@@，英诺赛科@@已相继发布@@了@@ INN100W032A、INN100W027A、INN100W070A 等@@采用@@@@@@ WLCSP 封装@@的@@@@ 100V 产品@@，并获得市场@@良好反馈@@。基@@于@@@@终端@@应用@@@@多样化@@，英诺赛科@@再次推出@@@@ INN100FQ016A 和@@ INN100FQ025A，采用@@@@ FCQFN 小@@体积封装@@@@，延续了低@@导阻@@@@、低@@栅极@@电荷@@、低@@开关@@损耗和@@极低@@的@@反向@@恢复电荷等@@特性@@，具有@@良好的@@效率@@表@@现@@。

值得注意的@@是@@@@，INN100FQ016A 与@@英诺赛科@@@@150V系列@@产品@@@@ INN150FQ032A 和@@ INN150FQ070A 采用@@@@兼容@@引脚@@设计@@@@，客户可以@@根据@@不同@@的@@应用@@@@需求进行规格选型@@@@。

产品@@特性@@

极低@@的@@栅极@@@@电荷@@

超低@@的@@导通@@电阻@@@@

100V/1.8mΩ，100V/2.8mΩ

超小@@的@@封装@@体积@@

FCQFN封装@@ 4mmx6mm，3mmx5mm

与@@Si MOS相比@@@@，INN100FQ025A的@@Ciss为@@1500pF（仅为@@@@Si MOS的@@1/5），Qg为@@14nC（仅为@@@@Si MOS的@@1/6），器件@@开关@@速度和@@开关@@@@损耗具备显著优势@@。

应用@@@@领域@@@@

电机驱动@@@@

LLC同步整流@@

高@@频@@DC-DC转换器@@

POL 开关@@转换器@@@@

PC充电器@@

移动电源@@@@

目前@@，INN100FQ016A 和@@ INN100FQ025A 两款产品@@均已成功量产@@，详细的@@产品@@规格书@@、可靠@@性@@报告@@@@、仿真模型@@均可在@@@@英诺赛科@@官网@@@@（www.innoscience.com）获取@@。

INN100FQ016A 规格书首页@@

INN100FQ025A 规格书首页@@

随着@@氮化镓@@技术@@@@及供应链的@@不断成熟@@，其优越特性和@@成本@@优势逐渐显现@@。英诺赛科@@ 100V GaN 系列@@新增的@@两款@@ FCQFN 封装@@芯片@@@@，以@@其不同@@的@@导通@@电阻@@及不同@@的@@封装@@类型@@@@，拓展了更广泛的@@功率@@@@场景@@，不仅为@@@@客户提供@@了@@更多选择@@@@，还进一步扩大了氮化镓@@在@@多个@@领域@@的@@@@应用@@@@@@。基@@于@@@@大规模@@@@8英寸@@硅@@基@@@@氮化镓@@技术@@@@的@@研发@@、制造@@与@@迭代@@，英诺赛科@@的@@产品@@质量和@@交付能力也将为@@合作伙伴提供@@强有力的@@支持@@与@@保障@@。

英诺赛科@@是@@全@@球@@领先的@@@@GaN IDM高@@新技术@@企业@@，汇集了半导体@@行业@@资深@@的@@研发与@@应用@@@@团队@@，致力于@@第三代半导体@@硅@@基@@氮化镓@@@@ (GaN-on-Si) 研发与@@制造@@@@。拥有全@@球最大@@的@@@@8英寸@@硅@@基@@@@氮化镓@@晶圆生产能力@@，产品@@设计@@及性能@@处于@@国际先进水平@@，为@@客户提供@@从@@@@15V到@@700V的@@高@@@@、低@@压@@全@@功率@@氮化镓@@芯片@@@@。自@@2015年@@成立至@@今@@，英诺赛科@@已获专利@@@@700多项@@，累计出货量超@@2.7亿颗@@@@。产品@@可广泛应用@@@@于@@@@@@消费电子@@、服务器@@电源@@@@、汽车@@电子及新能源@@领域@@等@@前沿领域@@@@。

英诺赛科@@，用@@氮化镓@@打造绿色@@高@@效@@新世界@@！

汽车@@LiDAR GaN的@@Design Win——高@@效@@功率@@转换@@引领市场@@@@

judy — Tue, 06 Jun 2023 06:33:27 +0000

作者@@： Stephen Russell，来源@@： TechInsights微信公众号@@

光探测与@@测距@@(LiDAR)是@@一项具有@@巨大发展潜力@@的@@技术@@@@@@。首个@@概念是@@在@@激光发明后不久的@@@@20世纪@@60年@@代提出的@@@@，随后在@@测量@@，航空航天@@和@@自@@动驾驶汽车@@方面@@的@@机会真正推动了增长@@。

LiDAR系统@@的@@@@测绘和@@应用@@@@范围各不相同@@，但@@它们的@@工作原理是@@相同的@@@@。他们将激光指向@@目标@@，并利用@@@@激光反射到@@光源所需的@@时间来测量距离@@。“点云@@”也可以@@用@@来生成@@3D图@@像@@@@。激光脉冲速率越高@@@@，激光雷达@@@@系统@@的@@@@精度越高@@@@。

考虑到@@@@对先进驾驶辅助系统@@@@(ADAS)和@@全@@自@@动驾驶的@@需求@@，汽车@@LiDAR尤其具有@@吸引力@@。TechInsights发布@@的@@@@ADAS预测@@（2023年@@2月@@）[1]指出@@，高@@分辨率@@LiDAR系统@@(即用@@于@@@@自@@动驾驶的@@闪光或@@扫描类型@@@@，而@@不是@@用@@于@@@@自@@动紧急制动的@@简单传感器@@)的@@市场@@规模将从@@目前@@的@@@@3.4亿美元@@@@增长到@@@@2027年@@的@@@@25.9亿美元@@@@。

汽车@@行业@@通常@@在@@车辆的@@外围@@低@@压@@直流@@总线上使@@用@@@@@@LiDAR，通常@@为@@@@12 V，越来越多的@@是@@@@48 V。由@@于@@@@这些@@电压水平不适用@@于@@@@碳化硅@@@@@@(SiC)，氮化镓@@(GaN)为@@高@@频@@激光脉冲提供@@了@@理想的@@替代方案@@。GaN已经在@@消费电子产品@@中@@表@@现出优于@@硅@@的@@性能@@@@@@，其在@@汽车@@激光雷达@@@@中@@的@@@@应用@@@@为@@其增长创造了新的@@机会@@。该@@应用@@@@还可以@@作为@@@@进入@@汽车@@市场@@的@@切入点和@@更大目标的@@试验场@@，例如@@@@基@@于@@@@氮化镓@@的@@牵引逆变器@@@@。

TechInsights汽车@@激光雷达@@@@拆解分析@@ – GaN的@@Design Win

在@@TechInsights的@@逆向@@工程汽车@@订阅服务中@@@@，我们有一个@@@@LiDAR拆解分析子频道@@[2]。下表@@显示了我们观察到@@@@GaN design win的@@LiDAR系统@@的@@@@选择@@@@。

高@@效@@电源@@转换@@(EPC)对该@@市场@@产生了重大影响@@@@，我们在@@@@10个@@激光雷达@@@@系统@@中@@@@观察到@@@@6种不同@@的@@@@EPC产品@@。我们还注意到@@在@@镭神激光雷达@@@@系统@@中@@@@有两款英诺赛科@@的@@产品@@@@。另一个@@值得注意的@@@@design win是@@德州仪器@@@@；他们的@@栅极@@@@驱动@@器@@@@技术@@存在@@于@@我们分析的@@几个@@激光雷达@@@@系统@@中@@@@@@，其中@@@@LMG1020 GaN驱动@@器@@是@@一个@@受欢迎的@@选择@@@@[3]。

作为@@@@比@@较@@@@，这些@@是@@我们在@@@@其他@@系统@@中@@@@发现的@@@@一些等@@效硅@@@@MOSFET:

英飞凌@@OptiMOS 产品@@
- BSZ22DN20NS3 – 200V, 194mΩ R_DS(ON) (Typical @ 25⁰ C, V_GS= 10 V), 4.2nC Q_g

罗姆双向@@@@@@MOSFET
- SH8K26 – 40V, 35mΩ R_DS(ON)(Typical @ 25⁰ C, V_GS= 4.5 V), 2.9nC Q_g

两者都针对开关@@性能@@进行了优化@@，具有@@与@@所讨论的@@@@GaN产品@@相似的@@栅极@@@@电荷值@@。然而@@@@，如@@果我们看一个@@更完整的@@@@图@@片@@@@，并计算@@RDS(ON) *Qq的@@品质因数@@（FOM），我们可以@@注意到@@@@BSZ22DN20NS3的@@FOM为@@814.8mΩ.nC，SH8K26为@@101.5mΩ.nC，而@@GaN产品@@的@@@@FOM都没有超过@@55mΩ.nC。需要注意的@@是@@@@，这些@@MOSFET跨越不同@@的@@电压等@@级@@@@；然而@@@@，由@@于@@@@GaN器件@@有效地具有@@零反向@@恢复电荷@@，因此@@它们在@@这些@@快速开关@@应用@@@@中@@@@的@@优势@@是@@显而@@易见的@@@@。

TechInsights分析功率@@半导体@@@@在@@激光雷达@@@@中@@的@@@@应用@@@@@@

GaN技术@@正在@@迅速发展@@，表@@1中@@的@@@@许多系统@@@@(EPC2016、EPC2001、EPC2007、EPC2202和@@EPC2212)被@@EPC列为@@不推荐用@@于@@@@新设计@@的@@@@系统@@@@。

TechInsights分析了许多可用@@于@@@@@@LiDAR应用@@@@的@@@@SiC和@@GaN产品@@，并完成@@了关于@@@@英飞凌@@最新一代@@硅@@@@OptiMOS技术@@[4]和@@罗姆第六代低@@压@@硅@@@@MOSFET技术@@的@@功率@@@@要素报告@@@@[5]。

对于@@@@GaN，TechInsights完成@@了在@@镭神@@LiDAR CH128X1 ID123456-MOd中@@发现的@@@@英诺赛科@@的@@@@INN100W08的@@电源@@平面@@图@@分析@@[6]。在@@EPC方面@@，我们完成@@了针对@@LIDAR应用@@@@定制的@@汽车@@@@认证@@的@@@@EPC2221 100 V共源双向@@@@@@FET的@@GaN功率@@平面@@图@@分析@@[7]。

也许迄今为@@止@@我们所见过的@@最具创新性的@@产品@@可以@@在@@@@EPC21601 IC的@@平面@@图@@报告@@@@[8]中@@找到@@@@，该@@IC在@@同一裸片@@上具有@@@@GaN HEMT和@@相关的@@驱动@@集成@@电路@@@@(IC)(图@@1)。

图@@1：EPC21601中@@发现的@@@@PHASER0553A

图@@2中@@的@@@@横截面@@针对该@@产品@@的@@@@@@40v额定值进行了优化@@。单场板从@@源触点向@@两个@@@@方向@@延伸@@，并与@@器件@@的@@栅极@@@@区域及其外重叠@@。EPC报告@@指出@@@@，该@@产品@@可以@@与@@数字控制@@器@@接口@@@@，并且可以@@在@@超过@@100 MHz的@@频率下切换@@。

图@@2：EPC21601 GaN HEMT阵列的@@扫描电镜@@(SEM)横截面@@

总结@@@@
随着@@氮化镓@@技术@@@@的@@发展@@@@，汽车@@ADAS系统@@正在@@快速发展@@。EPC最近宣布了他们的@@第六代@@GaN晶体管@@@@产品@@线@@，我们很高@@兴看到@@这些@@产品@@@@。

集成@@驱动@@功能的@@@@GaN IC是@@否@@会进入@@汽车@@激光雷达@@@@市场@@@@?在@@可靠@@性@@和@@汽车@@激光雷达@@@@之间进行权衡是@@一项挑战@@。这种@@类型@@的@@激光雷达@@@@的@@资格@@测试@@要严格得多@@，更高@@@@的@@集成@@度会增加复杂性和@@潜在@@的@@故障点@@。开关@@性能@@是@@@@GaN器件@@非常适合这种@@应用@@@@的@@@@原因@@@@；然而@@@@，集成@@以@@消除线键的@@寄生电感@@有助于@@进一步提高@@@@性能@@@@。

References:

[1]报告@@- Advanced Driver Assistance Systems Forecast - February 2023：https://library.techinsights.com/strategy-analytics/analysis-view/AVS-23...
[2]TechInsights的@@LiDAR拆解子频道@@：https://library.techinsights.com/reverse-engineering/a6rf3000000PDdCAAW/...
[3] https://library.techinsights.com/reverse-engineering/a6rf3000000PDdCAAW/...
[4] 报告@@- Infineon ISC027N10NM6ATMA1 Gen6 100 V Si MOSFET Power Essentials：https://library.techinsights.com/reverse-engineering/a6rf3000000PDbhAAG/...
[5]报告@@- ROHM SH8KB7 Gen6 Split Gate 40V 13.5A MOSFET Power Essentials：https://library.techinsights.com/reverse-engineering/a6rf3000000PDbhAAG/...
[6]报告@@ - Innoscience INN100W08 100 V 36 mOhm GaN Power FET Floorplan Analysis: https://library.techinsights.com/reverse-engineering/a6rf3000000PDbhAAG/...
[7]报告@@- EPC2221 Automotive Qualified 100 V Dual FET Power Floorplan Analysis: https://library.techinsights.com/reverse-engineering/a6rf3000000PDbhAAG/...
[8]报告@@- EPC 21601 40V, 10A eToF Laser Driver IC Power Floorplan Analysis: https://library.techinsights.com/reverse-engineering/a6rf3000000PDbhAAG/...

Transphorm推出@@六款可与@@@@@@e-mode设备@@实现引脚@@对引脚@@@@兼容@@的@@@@SuperGaN FET产品@@

judy — Thu, 04 May 2023 06:08:15 +0000

Transphorm, Inc.(Nasdaq: TGAN)是@@一家提供@@高@@可靠@@性@@@@、高@@性能@@氮化镓@@@@（GaN）功率@@转换@@产品@@的@@@@领军企业和@@全@@球供应商@@。公司宣布推出@@六款表@@面贴装器件@@@@（SMD），采用@@@@行业@@标准@@@@PQFN 5x6和@@8x8封装@@。这些@@SMD提供@@Transphorm专利@@SuperGaN® d-mode双开关@@常闭@@式平台@@所带来的@@可靠@@性@@@@和@@性能@@优势@@@@，并采用@@@@为@@竞品@@e-mode GaN器件@@常用@@的@@封装@@配置@@。因此@@，这六款设备@@可在@@@@@@e-mode GaN解决方案@@中@@轻松用@@作第一设计@@源@@，或@@用@@作引脚@@对引脚@@@@兼容@@的@@插拔式替换@@和@@@@/或@@第二来源@@@@。

对于@@@@需要@@SuperGaN平台@@的@@额外热性能@@@@的@@电源@@系统@@@@，Transphorm另提供@@采用@@@@经优化@@Performance封装@@的@@@@SMD。无论何种封装@@@@，所有@@Transphorm器件@@都具有@@易于@@设计@@和@@驱动@@的@@@@特点@@，因为@@@@d-mode配置使@@用@@@@的@@@@是@@与@@@@GaN HEMT配对的@@低@@电压@@Silicon MOSFET。该@@平台@@配置还允许使@@用@@@@标准@@的@@现成品控制@@器@@和@@@@/或@@驱动@@器@@@@，进一步提升@@了@@Transphorm系列@@产品@@@@的@@卓越驱动@@性和@@可设计@@性@@@@。

Transphorm业务@@拓展和@@营销高@@级@@副总裁@@Philip Zuk表@@示@@：“Transphorm持续生产强大的@@@@GaN器件@@组合@@，覆盖了当@@今最广泛的@@功率@@@@范围@@。通过@@推出@@这些@@行业@@标准@@封装@@@@，我们进一步巩固了我们的@@低@@功率@@策略@@，而@@在@@此前@@@@，我们刚刚发布@@了与@@@@Weltrend半导体@@共同开发@@的@@@@SiP封装@@。现在@@@@客户可以@@选择@@如@@何利用@@@@@@SuperGaN的@@优势@@，不论是@@通过@@@@Performance封装@@、引脚@@对引脚@@@@e-mode兼容@@的@@行业@@标准@@@@封装@@还是@@通过@@系统@@级@@封装@@@@。”

SuperGaN插拔式替换@@的@@优势@@@@

经证明@@，用@@SuperGaN d-mode FET替换@@e-mode器件@@能够降低@@传导损耗@@，提供@@更高@@@@的@@性能@@@@和@@更低@@的@@工作温度@@，从@@而@@实现更长的@@寿命可靠@@性@@@@。这是@@由@@于@@@@与@@@@e-mode GaN常闭@@式设备@@相比@@@@@@，d-mode GaN常闭@@式设备@@从@@根本上具有@@内在@@的@@优势@@@@。最近的@@一次直接比@@较@@便可为@@@@此@@提供@@证明@@，该@@测试@@用@@@@72 mΩ SuperGaN技术@@替换@@了@@280W游戏笔记本电脑@@充电器@@的@@@@50 mΩ e-mode设备@@：https://bit.ly/diraztbISP。

在@@充电器@@分析中@@@@，SuperGaN FET可以@@在@@控制@@器@@的@@输出@@@@电压范围内工作@@（而@@e-mode需要电平转换@@），且温度更低@@@@。SuperGaN的@@电阻@@温度系数@@（TCR）约比@@@@e-mode低@@ 25%，有助于@@降低@@传导损耗@@。此外@@，外围@@188足彩外围@@@@app 数量@@减少了@@20%，表@@明原材料@@成本@@也更低@@@@。

行业@@标准@@的@@@@SMD系列@@产品@@@@

Transphorm的@@行业@@标准@@@@PQFN设备@@清单如@@下@@：

这些@@设备@@共享的@@主要特点包括@@@@：

符合@@JEDEC标准@@

动态@@RDS(on)eff生产测试@@@@

市场@@领先的@@稳健设计@@@@，宽@@栅极@@安全@@裕度@@，瞬态过电压能力@@

极低@@的@@逆向@@恢复电荷@@

减少交叉损耗@@

目标应用@@@@@@

72 mΩ FET的@@优化设计@@适用@@于@@@@数据@@通信@@@@、广泛的@@工业@@@@、光伏逆变器@@@@、伺服电机@@、计算系统@@和@@普通消费类应用@@@@@@。

150、240和@@480 mΩ FET的@@优化设计@@适用@@于@@@@功率@@适配器@@@@、低@@功率@@开关@@@@电源@@@@、照明@@和@@低@@功率@@消费类应用@@@@@@。

供货情况@@

所有@@行业@@标准@@设备@@目前@@提供@@样品@@，可以@@在@@此处@@申请@@：https://www.transphormusa.com/en/products/#sampling 。

关于@@@@Transphorm

Transphorm, Inc.是@@全@@球@@GaN革命的@@领导者@@，为@@高@@电压功率@@转换@@应用@@@@设计@@和@@制造@@高@@性能@@@@、高@@可靠@@性@@的@@@@GaN半导体@@。Transphorm拥有庞大的@@功率@@@@@@GaN知识产权组合@@，包括@@超过@@1000个@@自@@有或@@授权专利@@@@，生产了业界首款符合@@@@JEDEC和@@AEC-Q101标准@@的@@高@@@@电压@@GaN半导体@@器件@@@@制造@@商@@@@。公司的@@垂直一体化器件@@商业模式@@利于@@每一个@@开发@@阶段的@@创新@@，包括@@设计@@@@、制造@@、器件@@和@@应用@@@@支持@@@@。Transphorm的@@创新推动电力电子技术@@突破了硅@@材料@@的@@局限@@，实现了@@99%以@@上@@的@@效率@@@@，使@@功率@@密度@@提高@@@@@@50%，系统@@成本@@降低@@@@20%。Transphorm总部位于@@加州戈莱塔市@@，在@@戈莱塔和@@日本会津设有制造@@业务@@@@。欲了解@@更多信息@@，请访问@@@@www.transphormusa.com。敬请关注我们的@@@@Twitter@transphormusa和@@微信@@@ Transphorm_GaN。

氮化镓@@ (GaN) 带来电源@@管理@@变革的@@@@ 3 大原因@@@@

judy — Tue, 18 Apr 2023 09:09:48 +0000

氮化镓@@正取代硅@@@@，越来越多地用@@于@@@@需要更大功率@@@@密度@@和@@更高@@@@能效@@的@@应用@@@@中@@@@@@

作为@@@@提供@@不间断连接的@@关键@@，许多数据@@中@@心@@依赖于@@日益流行的@@半导体@@技术@@来提高@@@@能效和@@功率@@密度@@@@。

氮化镓@@技术@@@@，通常@@称为@@@@ GaN，是@@一种@@宽@@带隙@@半导体@@材料@@@@@@，越来越多地用@@于@@@@高@@电压应用@@@@@@。这些@@应用@@@@需要具有@@更大功率@@@@密度@@@@、更高@@@@能效@@、更高@@@@开关@@频率@@、更出色热管理和@@更小@@@@尺寸@@@@的@@电源@@@@。除了数据@@中@@心@@@@，这些@@应用@@@@还包括@@@@ HVAC 系统@@、通信@@电源@@@@、光伏逆变器@@@@和@@笔记本电脑@@充电电源@@@@。

了解@@ GaN 如@@何突破功率@@密度@@和@@效率@@界限@@。

德州仪器@@ GaN 产品@@线负责@@人@@ David Snook 表@@示@@：“氮化镓@@是@@提高@@@@功率@@@@密度@@@@和@@提高@@@@多种应用@@@@中@@@@电源@@系统@@和@@电源@@@@效率@@的@@关键一步@@。在@@设计@@中@@@@使@@用@@@@@@@@ GaN 的@@公司数量@@正在@@迅速增长@@。降低@@功耗@@和@@提高@@@@效@@率@@@@至@@关重要@@。”

在@@过去@@@@ 60 多年@@里@@，硅@@一直是@@半导体@@电源@@管理@@@@188足彩外围@@@@app 的@@基@@础@@，这些@@188足彩外围@@@@app 将交流@@ (AC) 转换为@@直流@@@@ (DC)，然后@@根据@@各种应用@@@@需求将直流@@电压输入@@进行转换@@，从@@手机到@@工业@@机器人@@@@，不一而@@足@@。随着@@188足彩外围@@@@app 的@@改进和@@优化@@，硅@@的@@物理特性已得到@@充分应用@@@@@@。如@@今@@，在@@不增加尺寸@@的@@前提下@@，硅@@已无法在@@所需的@@频率下提供@@更高@@@@功率@@@@@@。

因此@@，在@@过去@@@@十年@@间@@，许多电路@@设计@@人员转向@@采用@@@@@@ GaN，以@@便在@@更小@@@@的@@空间@@里实现更高@@@@功率@@@@@@。许多设计@@人员对于@@@@该@@技术@@将在@@未来@@创新中@@发挥@@的@@潜能充满信心@@，主要归因于@@以@@下@@三点@@：

原因@@ 1：GaN 已取得发展@@。

做为@@半导体@@应用@@@@@@，尽管@@ GaN 相对于@@@@硅@@@@来说@@@@较新@@，但@@已经发展了多年@@并具有@@一定可靠@@性@@@@。德州仪器@@ GaN 芯片@@通过@@了@@ 4,000 万@@小@@时以@@上@@的@@可靠@@性@@@@测试@@@@。即使@@在@@数据@@中@@心@@等@@要求@@严苛的@@应用@@@@中@@@@@@，其有效性也显而@@易见@@。

David 表@@示@@：“随着@@消费者和@@企业对人工智能@@、云计算@@和@@工业@@自@@动化等@@应用@@@@的@@@@数据@@量的@@需求不断增长@@，全@@球范围内需要越来越多的@@数据@@中@@心@@@@。要使@@数据@@中@@心@@在@@不会过量增加能耗的@@前提下上线@@，需要实现更高@@@@效的@@服务器@@电源@@@@@@，而@@ GaN 是@@实现这类电源@@的@@@@关键技术@@@@。”

原因@@ 2：使@@用@@@@ GaN 的@@系统@@级@@设计@@可节省成本@@@@。

尽管@@现在@@@@按@@芯片@@级@@别@@比@@较@@@@，GaN 比@@硅@@昂贵@@，但@@ GaN 所带来的@@整个@@系统@@的@@@@成本@@优势@@、效率@@和@@功率@@密度@@的@@提高@@@@超过了初始投资的@@价值@@。例如@@@@，在@@ 100 兆瓦数据@@中@@心@@中@@@@，使@@用@@@@基@@于@@@@@@ GaN 的@@电源@@管理@@系统@@@@，即使@@效率@@增益仅为@@@@@@ 0.8%，也能在@@@@ 10 年@@间节约@@ 700 万@@美元@@的@@能源@@成本@@@@。节约的@@能源@@足够@@ 80,000 个@@家庭@@，也就是@@大约一个@@小@@型@@城市@@，使@@用@@@@一年@@@@。

德州仪器@@电源@@设计@@@@服务团队总经理@@ Robert Taylor 表@@示@@：“GaN 技术@@可在@@@@较高@@频@@率@@下运行@@@@，进而@@可实现一些具有@@更低@@物料清单成本@@的@@拓扑和@@架构@@@@。得益于@@较高@@的@@运行频率@@，工程师还可以@@在@@设计@@中@@@@选择@@较小@@型@@的@@其他@@@@188足彩外围@@@@app 。GaN 提供@@了@@硅@@芯片@@所不支持@@的@@拓扑@@，使@@得工程师可以@@灵活优化其电源@@设计@@@@@@。”

原因@@ 3：通过@@集成@@提升@@了性能@@和@@易用@@性@@。

GaN FET 需要专用@@的@@栅极@@@@驱动@@器@@@@@@，这意味着@@@@需要额外的@@设计@@@@时间和@@工作量@@。不过@@，德州仪器@@通过@@在@@芯片@@中@@集成@@栅极@@驱动@@器@@@@和@@一些保护@@功能@@，简化了@@ GaN 设计@@。

David 表@@示@@：“集成@@驱动@@器@@有助于@@提高@@@@性能@@并提供@@更高@@@@的@@功率@@@@@@密度和@@更高@@@@的@@开关@@频率@@@@，从@@而@@提升@@效率@@@@并降低@@整体系统@@尺寸@@@@。集成@@提供@@巨大的@@性能@@@@优势@@@@并使@@用@@@@@@@@ GaN 简化设计@@@@，可使@@设计@@人员更大程度地利用@@@@这项技术@@的@@优势@@@@。”

性能@@优势@@

David 说@@：“客户会很高@@兴看到@@我们的@@参考设计@@@@@@，比@@如@@@@适用@@于@@@@数据@@中@@心@@的@@@@ 5 千瓦图@@腾柱功率@@因数校正设计@@@@所展示的@@@@ GaN 的@@性能@@@@优势@@@@。他们一旦认识到@@可以@@以@@更小@@@@的@@解决方案@@尺寸@@实现更高@@@@的@@效率@@@@，或@@者@@以@@同样@@的@@外形尺寸@@实现更高@@@@的@@功率@@@@@@水平@@，这会促使@@他们转向@@使@@用@@@@@@ GaN。”

例如@@@@，一些模块化家用@@空调@@设备@@制造@@公司采用@@@@@@ GaN 进行设计@@@@，将电源@@效率@@提高@@@@了@@@@ 5%。

Robert 表@@示@@：“从@@空调@@耗能的@@角度来看@@，这个@@数字意义重大@@，提高@@@@ 5% 的@@效率@@可以@@节省一大笔资金@@。能用@@@@ GaN 器件@@实现这点真是@@太棒了@@。”

ROHM推出@@更大程度激发@@GaN器件@@性能@@@@的@@@@“超高@@速@@驱动@@控制@@@@”IC 技术@@

judy — Wed, 08 Mar 2023 06:30:17 +0000

全@@球知名半导体@@制造@@商@@@@ROHM（总部位于@@日本京都市@@）确立了一项超高@@速@@驱动@@控制@@@@@@IC技术@@，利用@@@@该@@技术@@可更大程度地激发出@@GaN等@@高@@速@@开关@@器件@@的@@性能@@@@@@。

近年@@来@@，GaN器件@@因其具有@@高@@速@@开关@@的@@特性优势而@@被@@广泛采用@@@@@@，然而@@@@，如@@何提高@@@@控制@@@@IC（负责@@GaN器件@@的@@驱动@@控制@@@@）的@@速度已成为@@@@亟需解决的@@课题@@。

在@@这种@@背景@@下@@，ROHM进一步改进了在@@电源@@@@IC领域@@确立的@@超高@@速@@脉冲控制@@技术@@@@“Nano Pulse Control™”，成功地将控制@@@@脉冲宽@@度从@@以@@往的@@@@9ns提升@@至@@@@2ns，达到@@@@业界超高@@水平@@。通过@@将该@@技术@@应用@@@@在@@控制@@@@IC中@@，又成功地确立了可更大程度激发@@GaN器件@@性能@@@@的@@@@超高@@速@@驱动@@控制@@@@@@IC技术@@。

目前@@，ROHM正在@@推动应用@@@@该@@技术@@的@@控制@@@@IC产品@@转化工作@@，计划在@@@@2023年@@下半年@@开始提供@@@@100V输入@@单通道@@@@DC-DC控制@@器@@的@@样品@@。通过@@将其与@@@@ROHM的@@“EcoGaN™系列@@”等@@GaN器件@@相结@@合@@@@@@，将会为@@基@@站@@、数据@@中@@心@@、FA设备@@和@@无人机@@等@@众多应用@@@@实现显著节能和@@小@@型@@化@@做出贡献@@。

未来@@，ROHM将继续以@@其擅长的@@模拟技术@@为@@中@@心@@，追求应用@@@@的@@@@易用@@性@@，积极开发@@解决社会课题的@@产品@@@@。

日本大阪大学@@ 研究生院工学研究科@@ 森@@ 勇介@@ 教授表@@示@@@@：

“多年@@来@@，GaN作为@@@@能够实现节能的@@功率@@@@半导体@@@@材料@@一直备受期待@@，但@@这种@@材料@@在@@品质和@@成本@@等@@方面@@还存在@@诸多问题@@。在@@这种@@背景@@下@@，ROHM建立了高@@可靠@@性@@@@GaN器件@@的@@量产体系@@，并积极推动能够更大程度地发挥@@出@@GaN器件@@性能@@@@的@@@@控制@@@@IC开发@@。这对于@@@@@@促进@@GaN器件@@的@@普及而@@言@@，可以@@说@@是@@非常重要的@@一大步@@。要想真正发挥@@出功率@@半导体@@@@的@@性能@@@@@@，就需要将晶圆@@、元器件@@@@、控制@@IC、模块等@@多种技术@@有机结@@合@@起来@@。在@@这方面@@@@，日本有包括@@@@ROHM在@@内的@@很多极具影响@@力的@@企业@@。从@@我们正在@@研究的@@@@GaN-on-GaN晶圆技术@@@@到@@@@ROHM正在@@研究的@@元器件@@@@@@、控制@@IC和@@模块@@，需要整个@@国家通力合作@@，为@@实现无碳社会贡献力量@@。”

背景@@

在@@追求电源@@电路@@小@@型@@化@@时@@，需要通过@@高@@频@@开关@@来减小@@@@外围@@元器件@@@@的@@尺寸@@@@，而@@这就需要能够充分激发出@@GaN等@@高@@速@@开关@@器件@@驱动@@性能@@的@@控制@@@@IC。这次@@，为@@了实现包含@@外围@@元器件@@@@的@@解决方案@@@@，ROHM确立了非常适合@@GaN器件@@的@@超高@@速@@驱动@@控制@@@@@@IC技术@@，该@@技术@@中@@还融入了@@ROHM引以@@为@@豪的@@模拟电源@@技术@@之一@@“Nano Pulse Control™”技术@@ 。

控制@@IC技术@@详情@@

该@@技术@@采用@@@@了在@@@@ROHM的@@垂直统合型@@生产体制下融合了电路@@设计@@@@、工艺@@和@@布局@@三大模拟技术@@而@@实现的@@@@“Nano Pulse Control™”技术@@。通过@@采用@@@@自@@有的@@电路@@结@@构@@@@，将控制@@@@IC的@@最小@@控制@@脉宽@@由@@以@@往的@@@@9ns大幅提升@@至@@@@@@2ns，这使@@得@@以@@@@48V和@@24V应用@@@@为@@主的@@应用@@@@@@，仅需@@1枚电源@@@@IC即可完成@@从@@高@@电压到@@低@@电压的@@降压转换工作@@（从@@最高@@@@60V到@@0.6V）。该@@技术@@非常适合与@@@@GaN器件@@相结@@合@@@@@@，实现高@@频@@开关@@@@，从@@而@@助力外围@@元器件@@@@小@@型@@化@@@@，对采用@@@@了该@@技术@@的@@@@DC-DC控制@@器@@IC（开发@@中@@@@）和@@采用@@@@了@@EcoGaN™技术@@的@@电源@@电路@@进行比@@较@@时@@，后者的@@安装面积@@比@@采用@@@@普通产品@@时可减少@@86%。

关于@@@@Nano Pulse Control™

一种超高@@速@@脉冲控制@@技术@@@@。实现了@@纳秒@@（ns）级@@的@@开关@@导通@@时间@@（电源@@IC的@@控制@@脉冲宽@@度@@），使@@以@@往无法实现的@@高@@@@电压到@@低@@电压的@@转换成为@@@@可能@@。

如@@欲进一步了解@@@@Nano Pulse Control™技术@@，请访问@@@@：https://www.rohm.com.cn/support/nano

关于@@@@EcoGaN™

EcoGaN™是@@通过@@更大程度地优化@@GaN的@@低@@导通@@电阻@@和@@高@@速@@开关@@性能@@@@，助力应用@@@@产品@@进一步节能和@@小@@型@@化@@的@@@@ROHM GaN器件@@，该@@系列@@产品@@@@有助于@@应用@@@@产品@@进一步降低@@功耗@@@@@@、实现外围@@元器件@@@@的@@小@@型@@化@@@@、减少设计@@工时和@@元器件@@@@数量@@等@@@@。

*EcoGaN™ 和@@ Nano Pulse Control™ 是@@ROHM Co., Ltd.的@@商标或@@注册商标@@。

森@@ 勇介@@ 教授简介@@

曾任日本大阪大学@@研究生院工学研究科@@副教授@@，于@@2007年@@成为@@@@该@@学科教授@@，任教至@@今@@。

多年@@从@@事@@GaN晶体生长等@@技术@@@@的@@开发@@与@@研究@@，并确立了晶体量产技术@@@@。目前@@，为@@了推动@@GaN器件@@的@@应用@@@@与@@普及@@，除了致力于@@提高@@@@@@GaN-on-GaN晶圆技术@@@@（即在@@@@GaN衬底上形成@@GaN晶体管@@@@）的@@品质外@@，还与@@多家企业开展产学合作@@，属于@@@@GaN技术@@应用@@@@研究的@@权威人物@@。

2008年@@获得日本文部科学@@大臣表@@彰科学@@技术@@奖@@，近年@@来@@，于@@2022年@@获得国家发明表@@彰@@“未来@@创造发明鼓励奖@@”、2022年@@第@@13届化合物半导体@@@@电子学成就奖@@（赤崎勇奖@@）等@@。

几个@@氮化镓@@@@GaN驱动@@器@@PCB设计@@必须掌握的@@要点@@

judy — Wed, 22 Feb 2023 06:56:45 +0000

NCP51820 是@@一款@@ 650 V、高@@速@@、半桥驱动@@器@@@@，能够以@@高@@达@@@@ 200 V/ns 的@@ dV/dt 速率驱动@@氮化镓@@@@（以@@下@@简称@@“GaN”）功率@@开关@@@@。之前我们简单介绍过@@氮化镓@@GaN驱动@@器@@的@@@@PCB设计@@策略概要@@，本文将为@@大家重点说@@明利用@@@@@@ NCP51820 设计@@高@@性能@@@@ GaN 半桥栅极@@驱动@@电路@@必须考虑的@@@@ PCB 设计@@注意事项@@。

本设计@@文档其余部分引用@@的@@布线示例将使@@用@@@@含有源极开尔文连接引脚@@的@@@@ GaNFET 封装@@。

VDD 电容@@

VDD 引脚@@应有两个@@@@尽可能靠近@@ VDD 引脚@@放置@@的@@陶瓷电容@@@@。如@@图@@@@ 7 所示@@，较低@@值的@@高@@@@频旁路电容@@@@@@（通常@@为@@@@ 0.1 μF）应与@@第二个@@并联电容@@@@（1 μF）一起@@放在@@最靠近@@ VDD 引脚@@的@@位置@@。

图@@1. NCP51820 VDD 电容@@布局@@和@@布线@@

所有@@走线@@须尽可能短而@@直@@。可以@@使@@用@@@@过孔@@，因为@@@@ VDD 电流相对较低@@@@。SGND 返回@@平面@@对于@@@@其屏蔽@@特性以@@及@@让所有@@信号侧接地回路保持相同电位很有好处@@，建议使@@用@@@@@@。SGND 平面@@位于@@第@@ 2 层@@，使@@其靠近信号侧元器件@@@@和@@@@ NCP51820。所有@@信号侧元器件@@@@都放在@@@@ SGND 平面@@上@@，并通过@@过孔连接@@。VDD 引脚@@和@@@@ VDD 电容@@之间应建立直接连接@@，最好使@@用@@@@过孔作为@@@@@@ SGND 平面@@的@@返回@@连接@@。

如@@图@@@@1所示@@，两个@@@@ VDD 电容@@的@@接地连接并在@@一起@@@@，并通过@@单个@@过孔连接到@@@@@@ SGND 平面@@。如@@果可能@@，最好使@@用@@@@不间断的@@实心@@ SGND 接地平面@@@@，以@@免形成接地环路@@。建议将@@“安静@@”的@@ SGND 平面@@延伸到@@@@ NCP51820 下方@@，以@@帮助屏蔽@@驱动@@器@@@@ IC，使@@其不受@@噪声影响@@@@。注意在@@图@@@@1中@@，SGND 平面@@没有延伸到@@@@ NCP51820 栅极@@驱动@@器@@@@输出@@引脚@@下方@@@@。这是@@有意为@@之@@，目的@@是@@避免噪声从@@栅极@@驱动@@@@ di/dt 峰值拉电流和@@@@灌电流耦合到@@@@ SGND 平面@@中@@@@。

VBST 电容@@和@@二极管@@、VDDH 和@@ VDDL 旁路电容@@@@

VBST 电容@@应尽可能靠近@@ VBST 引脚@@放置@@。VBST 电容@@返回@@引脚@@应连接到@@@@@@ GaNFET 的@@驱动@@器@@@@ SW 引脚@@、VDDH 返回@@引脚@@和@@@@源极开尔文引脚@@@@@@。每个@@@@连接都是@@通过@@过孔接到@@@@ HS 栅极@@返回@@平面@@@@，如@@图@@@@2所示@@。务必注意@@，不应从@@功率@@级@@开关@@节点@@接回到@@@@@@ NCP51820。请勿将@@ VBST 电容@@连接到@@@@功率@@级@@开关@@节点@@@@。“开关@@节点@@”的@@唯一连接是@@通过@@@@ HS GaNFET 源极开尔文引脚@@@@。

HS 栅极@@返回@@平面@@@@的@@设计@@@@应注意@@，不得与@@@@功率@@级@@开关@@节点@@发生重叠或@@相互作用@@@@。同样@@，LS 栅极@@返回@@平面@@@@的@@设计@@@@应注意@@，不得与@@@@ LS GaNFET 电源@@地发生重叠或@@相互作用@@@@。请勿将@@ SGND 平面@@放在@@@@ VBST 二极管或@@@@ VBST 电容@@下方@@@@，因为@@@@ VBST 二极管的@@阴极上存在@@高@@@@ dV/dt，它可能会将噪声注入@@ SGND 平面@@。

图@@2. NCP51820 VBST 电容@@和@@二极管@@、VDDH 和@@ VDDL 电容@@

VDDH 电容@@应尽可能靠近@@ VDDH 引脚@@放置@@。如@@图@@@@2所示@@，VDDH 电容@@返回@@引脚@@应通过@@过孔连接到@@@@@@ HS 栅极@@返回@@平面@@@@（与@@ VBST 电容@@共用@@一个@@双过孔连接@@）。

VDDL 电容@@应尽可能靠近@@ VDDL 引脚@@放置@@。如@@图@@@@2所示@@，VDDL 电容@@返回@@引脚@@应通过@@过孔连接到@@@@@@ LS 栅极@@返回@@平面@@@@。VDDL 电容@@返回@@引脚@@必须连接到@@@@驱动@@器@@上的@@@@@@ PGND 引脚@@。VDDL 电容@@返回@@引脚@@通过@@过孔连接到@@@@@@ LS 栅极@@返回@@平面@@@@，该@@平面@@也通过@@过孔连接到@@@@驱动@@器@@@@ PGND 引脚@@。

由@@于@@@@栅极@@驱动@@电流峰值很高@@@@，并且为@@了降低@@过孔寄生电感@@@@，VBST、VDDH 和@@ VDDL 需要多个@@过孔@@。在@@此示例中@@@@，每个@@@@ GaNFET 栅极@@返回@@连接使@@用@@@@四个@@过孔@@。这是@@一个@@合理的@@折衷考虑@@，一方面@@能在@@@@ NCP51820 栅极@@驱动@@器@@@@返回@@引脚@@与@@@@ GaNFET 返回@@引脚@@之间获得低@@阻抗连接@@，另一方面@@@@能保持实心返回@@平面@@和@@良好的@@屏蔽@@完整性@@。如@@果可能@@，最好使@@用@@@@导电材料@@填充的@@过孔@@，因为@@@@其相关电感@@更低@@@@。

栅极@@驱动@@布线@@

当@@ NCP51820 向@@ HS GaNFET 栅极@@提供@@电@@流时@@，该@@栅极@@电流来自@@@@ VDDH 调节器旁路电容@@@@中@@储存的@@电荷@@。如@@图@@@@3所示@@，拉电流流经@@ HO 驱动@@器@@源极阻抗和@@栅源电阻@@@@，进入@@ GaNFET 栅极@@。然后@@，电流从@@@@ GaNFET 源极开尔文引脚@@@@返回@@@@，又回到@@@@@@ VDDH 旁路电容@@@@。

图@@3. 高@@压侧栅极@@驱动@@拉电流@@

当@@ NCP51820 从@@ HS GaNFET 吸收电流时@@，该@@电流来自@@栅源电容@@中@@储存的@@能量@@。如@@图@@@@4所示@@，灌电流从@@@@@@ HS GaNFET 栅极@@流出@@，经过@@栅极@@灌电流电阻@@@@、HO SINK 驱动@@器@@阻抗和@@@@ SW 引脚@@，回到@@@@ GaNFET 源极开尔文引脚@@@@。

图@@4. 高@@压侧栅极@@驱动@@灌电流@@

当@@ NCP51820 向@@ LS GaNFET 栅极@@提供@@电@@流时@@，该@@栅极@@电流来自@@@@ VDDL 调节器旁路电容@@@@中@@储存的@@电荷@@。如@@图@@@@5所示@@，拉电流流经@@LO驱动@@器@@源极阻抗和@@栅源电阻@@@@，进入@@GaNFET栅极@@。然后@@，电流从@@@@GaNFET源极开尔文引脚@@@@返回@@@@，又回到@@@@@@VDDL旁路电容@@@@。

图@@5. 低@@压@@侧@@栅极@@驱动@@拉电流@@

当@@ NCP51820 从@@ LS GaNFET 吸收电流时@@，该@@电流来自@@栅源电容@@中@@储存的@@能量@@。如@@图@@@@6所示@@，灌电流从@@@@@@ LS GaNFET 栅极@@流出@@，经过@@栅极@@灌电流电阻@@@@、LO SINK 驱动@@器@@阻抗和@@@@ PGND 引脚@@，回到@@@@ GaNFET 源极开尔文引脚@@@@。

图@@6. 低@@压@@侧@@栅极@@驱动@@灌电流@@

GaNFET 能以@@高@@开关@@频率工作@@，漏源切换期间会出现高@@@@ dV/dt（100 V/ns 及更高@@@@@@）。GaN 的@@栅源导通@@阈值较低@@@@ (<2 V)，因此@@栅极@@驱动@@拉电流和@@@@灌电流路径必须尽可能保持短而@@直@@，以@@减轻走线@@寄生电感@@的@@不良影响@@@@。栅极@@环路中@@的@@@@过大寄生电感@@可能导致超过栅源阈值电压的@@栅极@@@@振荡或@@高@@频@@振铃@@。栅极@@驱动@@和@@返回@@路径中@@的@@@@过孔只有在@@绝对必要时才应使@@用@@@@@@。最好使@@用@@@@导电材料@@填充的@@过孔@@，因为@@@@每个@@@@这种@@过孔的@@电感@@要小@@得多@@。在@@栅极@@电阻@@和@@相关布线下方@@使@@用@@@@载流返回@@平面@@@@，以@@在@@拉电流和@@@@灌电流路径正下方@@提供@@一个@@返回@@路径@@，有助于@@减少环路电感@@@@。

NCP51820 高@@压侧和@@低@@压@@侧@@@@驱动@@在@@内部@@@@相互隔离@@@@。对于@@@@高@@压端@@，SW 引脚@@必须与@@功率@@开关@@@@节点隔离@@@@，以@@防@@止开关@@噪声注入栅极@@驱动@@路径@@，并且它只能连接到@@@@高@@压侧@@ GaNFET 上的@@@@ SK 引脚@@。源极开尔文引脚@@@@和@@电源@@@@引脚@@之间的@@开尔文连接是@@@@ NCP51820 SW 引脚@@和@@@@功率@@级@@开关@@节点@@之间的@@唯一电气@@连接@@，如@@图@@@@3和@@图@@@@4所示@@。同样@@，低@@压@@侧@@栅极@@驱动@@的@@@@布线应使@@@@ NCP51820 PGND 引脚@@与@@功率@@级@@@@ PGND 隔离@@，并且只能连接到@@@@低@@压@@侧@@@@ GaNFET 的@@ SK。设计@@目标是@@避免电源@@@@ PGND 噪声注入低@@压@@侧@@栅极@@驱动@@路径@@。在@@低@@压@@侧@@@@ GaNFET 内部@@，SK 引脚@@和@@@@电源@@@@引脚@@之间存在@@开尔文连接@@，它是@@@@ NCP51820 PGND 和@@电源@@@@ PGND 之间的@@实际连接@@，如@@图@@@@5和@@图@@@@6所示@@。

在@@设计@@允许的@@范围内@@，HS 和@@ LS 栅极@@走线@@的@@长度应尽可能相等@@@@。这有助于@@确保两个@@@@@@ GaNFET 具有@@相似的@@栅极@@@@驱动@@阻抗@@。高@@压侧和@@低@@压@@侧@@@@ GaNFET 交错对齐具有@@双重作用@@@@：一是@@使@@得栅极@@驱动@@布线@@接近对称且等@@距@@，二是@@允许使@@用@@@@更大@@、更高@@@@电流的@@@@功率@@开关@@@@节点铜触点@@。

最好将@@ HS 和@@ LS 返回@@平面@@分配至@@第@@ 2 层@@，并将它们直接放置在@@栅极@@驱动@@电阻@@和@@走线@@下方@@@@，这样有助于@@减少栅极@@驱动@@环路电感@@@@。对于@@@@高@@压侧@@ GaNFET，由@@于@@@@ VDDH 旁路电容@@@@返回@@引脚@@和@@@@@@ NCP51820 SW 引脚@@被@@@@ HO 拉电流和@@@@ HO 灌电流走线@@分开@@，因此@@可以@@使@@用@@@@无填充的@@过孔通过@@@@ HS 栅极@@返回@@平面@@@@连接到@@@@@@ GaNFET 的@@源极开尔文引脚@@@@@@。建议使@@用@@@@@@多个@@过孔以@@帮助减少过孔电感@@@@。请注意@@，栅极@@驱动@@电流路径与@@功率@@开关@@@@节点电流路径隔离@@@@@@，尽可能避免主电流路径中@@的@@@@噪声注入栅极@@驱动@@电流路径@@。

对于@@@@低@@压@@侧@@@@ GaNFET，由@@于@@@@ VDDL 旁路电容@@@@返回@@引脚@@和@@@@@@ NCP51820 PGND 引脚@@被@@@@ LO 拉电流和@@@@ LO 灌电流走线@@分开@@，因此@@可以@@使@@用@@@@无填充的@@过孔通过@@@@ LS 栅极@@返回@@平面@@@@连接到@@@@@@ GaNFET 的@@源极开尔文引脚@@@@@@。建议使@@用@@@@@@多个@@过孔以@@帮助减少过孔寄生电感@@@@。请注意@@，栅极@@驱动@@电流路径与@@电源@@@@ PGND 电流路径隔离@@@@，尽可能避免主电流路径中@@的@@@@噪声注入栅极@@驱动@@电流路径@@。

信号接地@@ (SGND) 和@@电源@@@@接地@@ (PGND)

SGND 是@@所有@@内部@@控制@@逻辑和@@数字输入@@接地@@。在@@内部@@@@，SGND 和@@ PGND 引脚@@相互隔离@@@@。PGND 用@@作低@@压@@侧@@栅极@@驱动@@和@@返回@@基@@准@@。

对于@@@@半桥电源@@拓扑或@@任何使@@用@@@@电流检测变压器的@@应用@@@@@@，NCP51820 SGND 和@@ PGND 应在@@@@ PCB 上连接@@在@@一起@@@@。在@@此类应用@@@@中@@@@@@，建议在@@@@ PCB 上通过@@一条低@@阻抗短走线@@将@@ SGND 和@@ PGND 引脚@@连接在@@一起@@@@，并且让它们尽可能靠近@@ NCP51820。NCP51820 正下方@@是@@建立@@ SGND 至@@ PGND 连接的@@理想位置@@，如@@图@@@@7所示@@。

图@@7. PGND 至@@ SGND，0 Ω 单点连接@@

对于@@@@低@@功耗@@应用@@@@@@，例如@@@@有源箝位反激式或@@正激式转换器@@@@，通常@@会在@@@@低@@压@@侧@@@@@@ GaN FET 源极支路中@@使@@用@@@@@@一个@@电流检测电阻@@@@ RCS。在@@此类应用@@@@中@@@@@@，NCP51820 PGND 和@@ SGND 引脚@@不得在@@@@ PCB 上连接@@，因为@@@@ RCS 会通过@@此连接短路@@。NCP51820 低@@压@@侧@@驱动@@电路@@能够承受@@ -3.5 V 至@@ +3.5 V 的@@共模电压@@。大多数电流检测电压信号小@@于@@@@ 1 V，因此@@低@@压@@侧@@驱动@@级@@很容易@@“浮动@@”到@@电流检测所产生的@@电压@@ VRCS 以@@上@@。如@@图@@@@8所示@@，整个@@低@@压@@侧@@栅极@@驱动@@浮动@@到@@@@ VRCS 以@@上@@。这一点很重要@@，因为@@@@它确保栅极@@驱动@@幅度不会有损失@@，因此@@完整的@@@@@@ VDDL 电压会出现在@@@@低@@压@@侧@@@@@@ GaN FET 栅源端子@@。

按@@照上文所述布置电路@@时@@，连接到@@@@ NCP51820 HIN 和@@ LIN 的@@控制@@器@@@@ HO/LO 路径必须返回@@到@@控制@@器@@@@ GND 以@@形成完整电路@@@@。因此@@，NCP51820 SGND 和@@控制@@器@@@@ GND 必须相连@@。这是@@通过@@使@@用@@@@@@过孔将@@ NCP51820 SGND 和@@控制@@器@@@@ GND 连接到@@@@ SGND 平面@@来实现的@@@@，如@@图@@@@ 14 所示@@。SGND 平面@@仅用@@于@@@@信号和@@信号侧@@ VDD 返回@@，也会充当@@信号的@@屏蔽@@层@@@@。VRCS 返回@@引脚@@还必须连接到@@@@控制@@器@@@@ GND，这应该@@使@@用@@@@单条低@@阻抗走线@@来完成@@@@，该@@走线@@应尽可能靠近@@ VRCS 走线@@（或@@位于@@其下方@@@@）。这会将功率@@级@@@@ PGND 单点连接@@到@@@@ SGND，并将功率@@级@@@@ PGND 上的@@@@高@@@@@@ dV/dt 和@@ di/dt 与@@ SGND 平面@@隔离@@开来@@。

图@@8. LS 栅极@@返回@@隔离@@和@@@@ VRCS 连接开关@@性能@@验证@@@@

在@@利用@@@@@@ NCP51820 驱动@@ GaNFET 的@@半桥功率@@级@@布局@@中@@使@@用@@@@@@了本文介绍的@@@@ PCB 设计@@技术@@@@。

图@@9. 650 V，18 A，HEMT，GaNFET，350 V，10 APK

图@@9显示了驱动@@两个@@@@@@ 650 V、18 A、90 mΩ GaNFET 的@@稳态波形@@。通道@@ 1（黄色@@）是@@高@@压侧栅源电压@@@@，通道@@ 2（红色@@）是@@低@@压@@侧@@栅源电压@@，通道@@ 3（蓝色@@）是@@开关@@节点@@电压@@@@（低@@压@@侧@@ GaN VDS），通道@@ 4（绿色@@）是@@电感@@电流@@。高@@压侧栅源电压@@（通道@@ 1，黄色@@）显示存在@@轻微过冲和@@欠冲@@，这是@@使@@用@@@@高@@压探针测量低@@压@@浮动@@信号@@（在@@栅极@@和@@功率@@开关@@@@节点之间测量@@）的@@附带结@@果@@。通道@@ 2（红色@@）显示了栅源电压的@@@@“更真实@@”测量结@@果@@，其中@@@@低@@压@@侧@@@@ GaNFET 栅源电压在@@栅极@@和@@@@ PGND 之间测得@@。可以@@看到@@@@，栅极@@驱动@@边沿非常锐利且干净@@。同样@@，开关@@节点@@电压@@（通道@@ 3，蓝色@@）没有振铃@@、过冲或@@欠冲@@。

图@@10. 600 V，26 A，HEMT，GIT，GaNFET，dV/dt = 75 V/ns，320 V，20 APK

图@@10所示@@波形是@@驱动@@两个@@@@@@ HEMT、GIT、600 V、26 A、56 mΩ GaNFET 的@@结@@果@@，其电流能力@@比@@图@@@@9中@@使@@用@@@@@@的@@器件@@要高@@@@。要实现高@@@@ dV/dt，需要相当@@@@大的@@漏极电流@@ ID。例如@@@@，所示@@测量是@@在@@@@ ID = 20 APK 下进行的@@@@，导致实测@@ VDS dV/dt = 75 V/ns。三角形峰值电感@@电流显示为@@纯直流@@@@，这是@@进行此测量所需的@@时基@@@@ (2 ns/div) 造成的@@@@。VSW 波形的@@@@ 100 V 欠冲是@@用@@于@@@@显示高@@@@ dV/dt 的@@测量@@技术@@的@@结@@果@@@@，在@@开关@@节点@@上并不真正存在@@@@。

在@@高@@电压@@、高@@频@@率@@ PCB 设计@@中@@@@，为@@了成功运用@@宽@@禁带半导体@@@@，需要更好地了解@@寄生电感@@和@@电容@@的@@负面@@影响@@@@。透彻理解电气@@返回@@平面@@@@、屏蔽@@、电流分离@@、隔离@@和@@精心布线的@@重要性@@，对于@@@@充分发挥@@@@ GaN 技术@@的@@性能@@@@优势@@@@至@@关重要@@。本文重点说@@明在@@利用@@@@@@@@ NCP51820 驱动@@高@@速@@电源@@拓扑中@@使@@用@@@@@@的@@@@ GaN 功率@@开关@@@@设计@@中@@@@@@，实现成功设计@@必须采用@@@@的@@重要@@ PCB 设计@@准则@@。这些@@技@@术已通过@@实测波形得到@@了验证@@@@，表@@明其能够获得出色的@@结@@果@@@@。

文章@@@@来源@@@@：安森@@美@@

Qorvo 推出@@用@@于@@@@相控阵雷达@@系统@@@@的@@先进电源@@解决方案@@@@

judy — Thu, 09 Feb 2023 06:55:18 +0000

三芯片@@解决方案@@提供@@可配置的@@@@ GAN 偏置点自@@动校准@@

移动应用@@@@@@、基@@础设施@@与@@航空航天@@@@、国防@@应用@@@@中@@@@@@ RF 解决方案@@的@@领先供应商@@ Qorvo®, Inc.（纳斯达克代码@@：QRVO）今天@@宣布推出@@一款用@@于@@@@相控阵雷达@@的@@紧凑型@@@@三芯片@@电源@@解决方案@@@@。该@@三芯片@@解决方案@@提供@@可配置的@@@@@@ GaN 偏置点自@@动校准@@，使@@工程师能够在@@不改变电路@@板设计@@的@@@@情况下最大@@限度地提高@@@@不同@@@@ GaN 功率@@放大器@@ (PA) 的@@系统@@性能@@@@。

Qorvo 新推出@@的@@芯片@@组优化了相控阵系统@@中@@@@尺寸@@最大@@@@、成本@@最高@@的@@部件之一@@---脉冲储能@@电容@@器@@。该@@解决方案@@采用@@@@创新型@@架构@@@@，使@@电容@@减少@@ 90%，系统@@体积缩小@@@@ 30%，同时@@减轻重量@@并降低@@运行成本@@@@。

Qorvo 基@@础设备@@和@@国防@@产品@@总裁@@ Philip Chesley 表@@示@@：“这一完整的@@@@雷达@@电源@@解决方案@@集成@@了@@ Qorvo 的@@先进技术@@@@，将创新型@@电源@@转换架构@@@@、一流的@@@@ GaN 射频@@功率@@放大器@@和@@高@@效@@可靠@@的@@碳化硅@@@@@@ FET 相结@@合@@@@。”

新的@@三芯片@@解决方案@@包括@@以@@下@@内容@@：

• ACT43950 是@@一款@@高@@压恒流电容@@器充电控制@@器@@@@@@，可与@@@@ Qorvo 的@@碳化硅@@@@电源@@开关@@配合使@@用@@@@@@@@，提供@@完全@@可编程的@@输出@@@@电压和@@电流@@，使@@客户能够最大@@限度地提高@@@@系统@@性能@@@@。该@@稳压器的@@架构@@与@@后续阶段相结@@合@@@@@@，最大@@限度地降低@@了@@储能@@电容@@器要求@@@@。

• ACT43850 是@@一款@@射频@@负载点@@ (RFPoL) 降压型@@@@ DC-DC 电源@@转换器@@@@，可获取@@@@ ACT43950 的@@输出@@@@，并将其降低@@至@@针对@@ Qorvo GaN 功率@@放大器@@进行优化@@的@@稳定电压@@。其先进的@@@@配置选项使@@射频@@系统@@设计@@人员能够将噪声和@@电磁干扰降至@@最低@@@@，从@@而@@最大@@限度地提高@@@@雷达@@阵列的@@性能@@@@@@。

• ACT43750 是@@一款@@高@@度集成@@的@@@@漏极开关@@和@@负栅极@@稳压器@@ PMIC，可实现超快射频@@@@ GaN 功率@@放大器@@漏极开关@@@@。通过@@自@@动执行栅极@@电压偏置排序@@、自@@动校准和@@动态@@偏置重新校准@@，Qorvo 简化了@@系统@@制造@@@@，同时@@降低@@了@@器件@@老化和@@温度对射频@@性能@@的@@影响@@@@。

Qorvo 提供@@了@@一个@@评估板@@ (CB1-750-850-950)，客户能够通过@@各种射频@@@@ GaN 功率@@放大器@@测试@@这一三芯片@@解决方案@@的@@性能@@@@@@。该@@评估板具有@@直观的@@图@@形用@@户界面@@ (GUI)，客户可重新配置默认设置@@，以@@优化其特定功率@@放大器@@的@@性能@@@@@@，体现了大电容@@要求@@的@@降低@@和@@栅极@@偏置自@@动校准@@。该@@评估板采用@@@@灵活的@@设计@@@@@@，可通过@@一个@@射频@@功率@@放大器@@评估各个@@阶段或@@整个@@三芯片@@解决方案@@@@，从@@而@@缩短上市时间@@。

如@@需进一步了解@@@@ Qorvo 的@@雷达@@芯片@@组解决方案@@或@@申请样片@@@@，请访问@@@@ http://www.qorvo.com/go/pwr-radar-chipset。

关于@@@@Qorvo

Qorvo（纳斯达克代码@@：QRVO）长期坚持提供@@创新的@@射频@@解决方案@@以@@实现更加美好的@@互联世界@@。我们结@@合@@产品@@和@@领先的@@技术@@@@优势@@、以@@系统@@级@@专业知识和@@全@@球性的@@制造@@规模@@，快速解决客户最复杂的@@技术@@@@难题@@。Qorvo 服务于@@全@@球市场@@@@，包括@@先进的@@@@无线设备@@@@、有线和@@无线网@@络@@和@@防空雷达@@及通信@@系统@@@@。我们在@@@@这些@@高@@速@@发展和@@增长的@@领域@@持续保持着领先优势@@。我们还利用@@@@我们独特的@@竞争@@优势@@，以@@推进@@ 5G 网@@络@@、云计算@@、物联网@@和@@其他@@新兴的@@应用@@@@市场@@以@@实现人物@@、地点和@@事物的@@全@@球互联@@。访问@@ cn.qorvo.com，了解@@ Qorvo 如@@何创造美好的@@互联世界@@。

纳芯微全@@新推出@@@@GaN相关产品@@@@NSD2621和@@NSG65N15K

judy — Mon, 06 Feb 2023 03:11:17 +0000

纳芯微全@@新推出@@@@GaN相关产品@@@@，包含@@GaN驱动@@NSD2621与@@集成@@化的@@@@Power Stage产品@@NSG65N15K，均可广泛适用@@于@@@@快充@@、储能@@、服务器@@电源@@@@等@@多种@@GaN应用@@@@场景@@。

其中@@@@，NSD2621是@@一颗@@高@@压半桥栅极@@驱动@@芯片@@@@@@，专门用@@于@@@@驱动@@@@E−mode（增强型@@@@）GaN 开关@@管@@；NSG65N15K是@@一颗@@集成@@化的@@@@Power Stage产品@@，内部@@集成@@了高@@压半桥驱动@@器@@@@和@@两颗@@@@650V耐压的@@@@GaN开关@@管@@。

NSD2621产品@@特性@@：
01. SW引脚@@耐压@@±700V
02. 峰值驱动@@电流@@2A/-4A
03. 驱动@@输出@@集成@@内部@@稳压器@@，驱动@@电压@@5V/5.5V/6V可选@@
04. 传输延时典型@@值@@30ns，上下管驱动@@传输延时匹配低@@于@@@@10ns
05. 内部@@可调@@死区时间@@20ns~100ns
06. SW允许共模瞬变高@@达@@@@150V/ns
07. 独立的@@@@SGND和@@PGND引脚@@
08. 集成@@欠压保护@@@@和@@过温保护@@@@
09. 工作温度范围@@-40°C~125°C
10. QFN15 4*4mm封装@@

NSD2621功能框图@@@@

1. NSD2621将隔离@@技术@@应用@@@@于@@@@@@高@@压半桥驱动@@@@，解决了@@GaN应用@@@@桥臂中@@点@@SW引脚@@的@@共模瞬变和@@负压尖峰问题@@。

在@@GaN应用@@@@中@@@@，为@@了减小@@@@@@开关@@损耗@@，其开关@@速度远高@@于@@传统@@的@@@@Si MOSFET, 桥臂中@@点的@@@@dv/dt达到@@@@了@@50V/ns甚至@@更高@@@@@@，这对驱动@@芯片@@@@@@SW引脚@@的@@共模瞬变抗扰度提出了极高@@的@@要求@@@@。同时@@，高@@速@@开关@@导致的@@@@di/dt与@@寄生电感@@会在@@@@@@SW引脚@@产生瞬态负压尖峰@@，导致驱动@@芯片@@@@发生闩锁甚至@@损坏@@。

NSD2621的@@上管驱动@@采用@@@@隔离@@技术@@进行设计@@@@@@，共模瞬变抗扰度高@@达@@@@150V/ns，并且可以@@耐受@@700V的@@负压@@，有效提升@@了系统@@的@@@@可靠@@性@@@@@@。
2. NSD2621内部@@集成@@稳压器@@，有利于@@保持栅极@@驱动@@信号幅值稳定@@，保护@@GaN开关@@管@@栅级@@免受过压应力的@@影响@@@@。

与@@传统@@的@@@@Si MOSFET器件@@不同@@@@，E-mode GaN器件@@的@@栅源电压要求@@极为@@严格@@，一般耐压最大@@值不超过@@7V。在@@开关@@电源@@中@@@@由@@于@@@@系统@@噪声的@@影响@@@@，驱动@@芯片@@@@VDD或@@者@@BST引脚@@容易引入高@@频@@干扰@@，会引起栅极@@驱动@@电压@@的@@过冲@@，从@@而@@导致@@GaN开关@@管@@损坏@@。

NSD2621上下管的@@驱动@@输出@@都集成@@了内部@@稳压器@@LDO，可以@@有效抑制@@VDD或@@BST引入的@@高@@@@频干扰@@，避免损坏@@GaN开关@@管@@。此外@@NSD2621可以@@灵活地选择@@@@6V/5.5V/5V不同@@驱动@@电压@@版本@@，适用@@于@@@@各类品牌的@@@@GaN开关@@管@@器件@@@@。
3. NSD2621超短传输延时有利于@@减小@@@@@@GaN死区损耗@@，并且内置@@可调@@死区时间@@功能@@，可有效避免发生桥臂直通@@。

GaN器件@@可以@@反向@@导通@@@@，其反向@@导通@@特性代替了普通@@MOSFET体二极管的@@续流作用@@@@，但@@在@@@@负载电流较大时其较高@@的@@反向@@导通@@压降会造成较大损耗@@，降低@@了@@系统@@效率@@@@。为@@了减小@@@@@@GaN反向@@导通@@损耗@@，应设置尽可能小@@的@@死区时间@@。死区时间的@@设置除了与@@电源@@的@@@@拓扑结@@构@@@@@@、控制@@方式有关@@，还受到@@驱动@@芯片@@@@传输延时的@@限制@@。

传统@@的@@高@@@@压半桥驱动@@芯片@@@@的@@上管驱动@@需要采用@@@@电平移位设计@@@@，为@@减小@@@@功耗@@多采用@@@@脉冲锁存式电平转换器@@@@，造成传输延时较长@@，无法满足@@@@GaN 应用@@@@的@@@@需求@@。NSD2621上管驱动@@采用@@@@纳芯微擅长的@@隔离@@@@技术@@进行设计@@@@@@，传输延时典型@@值@@仅@@30ns，并且上下管驱动@@的@@@@传输延时匹配在@@@@10ns以@@内@@，能够实现对@@GaN开关@@管@@设置几十纳秒以@@内@@的@@死区时间@@。同时@@，NSD2621内置@@20ns~100ns可调@@的@@硬件死区时间@@，可以@@有效避免发生桥臂直通的@@情况@@。

NSD2621内置@@死区时间测试@@波形@@

如@@上图@@@@所示@@@@，CH1为@@上管驱动@@输入@@@@ ，CH2为@@下管驱动@@输入@@@@，CH3为@@上管驱动@@输出@@@@，CH4为@@下管驱动@@输出@@@@。一开始当@@上管和@@下管驱动@@输入@@都为@@高@@电平时@@，为@@避免桥臂直通@@，上下管驱动@@输出@@都为@@低@@电平@@；当@@下管驱动@@输入@@变为@@低@@电平@@，经过@@30ns的@@传输延时和@@内置@@@@20ns的@@死区时间后@@，上管驱动@@输出@@变为@@高@@电平@@。

NSG65N15K产品@@特性@@

为@@进一步发挥@@@@GaN高@@频@@、高@@速@@的@@特性优势@@，纳芯微同时@@推出@@了集成@@化的@@@@Power Stage产品@@NSG65N15K，内部@@集成@@了半桥驱动@@器@@@@@@NSD2621和@@两颗@@耐压@@650V、导阻@@电阻@@@@150mΩ的@@GaN开关@@管@@，工作电流可达@@20A。NSG65N15K内部@@还集成@@了自@@举二极管@@，并且内置@@可调@@死区时间@@、欠压保护@@@@、过温保护@@功能@@，可以@@用@@于@@@@图@@腾柱@@PFC、ACF和@@LLC等@@半桥或@@全@@桥拓扑@@。

NSG65N15K功能框图@@@@

1. NSG65N15K用@@一颗@@器件@@取代驱动@@器@@和@@两颗@@开关@@管@@组成的@@半桥@@，有效减少@@188足彩外围@@@@app 数量@@和@@@@布板面积@@@@。

NSG65N15K是@@9*9mm的@@QFN封装@@，相比@@@@传统@@分立@@方案的@@两颗@@@@5*6mm DFN封装@@的@@@@GaN开关@@管@@加上一颗@@@@4*4mm QFN封装@@的@@@@高@@压半桥驱动@@@@，加上外围@@@@188足彩外围@@@@app ，总布板面积@@可以@@减小@@@@@@40%以@@上@@，从@@而@@有效提高@@@@电源@@的@@@@功率@@密度@@@@。同时@@，NSG65N15K的@@走线@@更方便@@PCB布局@@，有利于@@实现简洁快速的@@方案设计@@@@。
2. NSG65N15K的@@合封设计@@有助于@@减小@@@@驱动@@和@@开关@@@@管@@之间的@@寄生电感@@@@，简化系统@@设计@@并提高@@@@可靠@@性@@@@。

如@@下图@@所示@@@@，传统@@的@@分立@@器件@@@@方案@@，会引入由@@于@@@@@@PCB走线@@造成的@@@@栅极@@@@环路电感@@@@@@Lg_pcb和@@由@@于@@@@@@GaN内部@@打线造成的@@@@共源极电感@@@@Lcs。

传统@@分立@@方案引入寄生电感@@@@

其中@@@@，栅极@@环路电感@@@@Lg_pcb会在@@@@栅极@@电压开通或@@关断过程产生振铃@@，如@@果振铃超出@@GaN的@@栅源电压范围@@，容易造成栅极@@击穿@@；并且在@@上管开通过@@程中@@@@，高@@dv/dt产生的@@米勒电流会在@@@@下管的@@@@Lg_pcb上产生正向@@压降@@，有可能造成@@GaN的@@栅极@@@@电压大于@@开启电压@@@@，从@@而@@误导通@@@@。而@@共源极电感@@@@Lcs造成的@@@@影响@@@@，主要是@@会限制@@GaN电流的@@@@di/dt，增加额外的@@开关@@损耗@@；此外@@，在@@GaN开通过@@程电流增大@@，由@@于@@@@di/dt会在@@@@Lcs上产生正向@@压降@@，降低@@了@@GaN的@@实际栅极@@电压@@，增大了开通损耗@@。

NSG65N15K减小@@@@杂散电感@@的@@影响@@@@

如@@上图@@@@所示@@@@，NSG65N15K通过@@将驱动@@器@@和@@@@GaN合封在@@一起@@@@，消除了共源极电感@@@@Lcs，并且将栅极@@回路电感@@@@Lg也降到@@最小@@@@，避免了杂散电感@@的@@影响@@@@，可以@@有效地提高@@@@系统@@效率@@与@@可靠@@性@@@@。

KYOCERA AVX和@@VisIC Technologies合作开发@@下一代电车应用@@@@@@GaN技术@@

judy — Thu, 27 Oct 2022 06:50:08 +0000

结@@合@@KYOCERA AVX在@@分立@@和@@模块@@封装@@方面@@的@@领先地位以@@及@@@@VisIC在@@GaN功率@@器件@@方面@@的@@专业知识@@，提供@@尖端产品@@@@，包括@@用@@于@@@@领先电动@@汽车@@@@@@OEM和@@Tier 1牵引逆变器@@的@@最高@@效@@率@@功率@@模块@@。

VisIC_Technologies

VisIC Technologies是@@用@@于@@@@高@@压汽车@@应用@@@@的@@@@氮化镓@@@@（GaN）解决方案@@的@@全@@球领导者@@，KYOCERA AVX Salzburg是@@汽车@@行业@@先进电子@@188足彩外围@@@@app 的@@领先国际制造@@商@@和@@供应商@@，其生产基@@地位于@@北美@@、中@@国和@@欧洲@@。双方宣布扩大合作@@，将彼此在@@器件@@封装@@@@、系统@@组装和@@@@GaN晶圆技术@@@@方面@@的@@优势@@与@@为@@充电和@@电气@@传动系统@@等@@高@@压应用@@@@提供@@大电流器件@@的@@目标结@@合@@起来@@。

合作扩展旨在@@满足@@汽车@@行业@@对可靠@@@@、高@@效@@的@@电力解决方案@@的@@需求@@，从@@而@@节约电动@@汽车@@@@成本@@@@。凭借最佳的@@热阻@@，分立@@GaN器件@@和@@半桥模块将成为@@@@未来@@车载充电器@@@@（OBC）和@@牵引逆变器@@的@@关键@@，从@@而@@优化重量@@@@、尺寸@@、成本@@和@@行驶里程@@。

基@@于@@@@VisIC的@@第二代最低@@导通@@电阻@@@@D3GaN（直接驱动@@耗尽型@@@@模式@@@@）平台@@，该@@功率@@模块将提供@@开@@创性的@@功率@@@@密度@@和@@性能@@@@，已被@@某主流一级@@汽车@@制造@@商@@的@@下一代逆变器@@样品采用@@@@@@。

除了上述@@合作发展@@，两家公司还通过@@在@@极短时间内的@@有效合作@@，实现了@@基@@于@@@@@@GaN功率@@器件@@的@@高@@@@压电池断开方法@@。通过@@最快的@@切换时间@@，电池和@@板网@@的@@电流@@以@@及@@热应力可以@@得到@@限制@@。该@@设计@@将于@@@@今年@@用@@于@@@@主导项目@@。
VisIC Technologies销售与@@营销高@@级@@副总裁@@Ran Klier表@@示@@："汽车@@行业@@的@@电动@@化催生了对功率@@半导体@@@@器件@@@@的@@巨大需求@@，我们预计未来@@十年@@将继续保持强劲增长@@"。"与@@KYOCERA AVX Salzburg一起@@，我们将为@@主要电动@@汽车@@@@@@OEM和@@Tier 1设计@@提供@@封装@@的@@@@分立@@@@GaN器件@@和@@基@@于@@@@芯片@@的@@功率@@@@模块@@。"

VisIC的@@D3GaN技术@@是@@为@@汽车@@行业@@的@@高@@@@可靠@@性@@标准@@和@@最低@@损耗而@@开发@@的@@@@。它还简化了@@系统@@解决方案@@@@，实现了@@高@@效@@@@、经济的@@动力系统@@平台@@解决方案@@@@。VisIC Technologies多年@@来@@一直致力于@@为@@高@@端汽车@@客户提供@@这些@@好处@@。
KYOCERA AVX Salzburg产品@@线总监@@Martin Knosp表@@示@@，"氮化镓@@半导体@@是@@提高@@@@效@@率@@@@和@@增加电动@@汽车@@@@行驶里程的@@关键@@。这项技术@@提供@@了@@明显更好的@@开关@@速度@@和@@更小@@@@更轻@@的@@封装@@尺寸@@@@，从@@而@@降低@@了@@总系统@@成本@@@@"。"我们很高@@兴扩大与@@@@VisIC Technologies的@@合作@@，利用@@@@我们的@@先进设计@@和@@制造@@能力@@，创造更多@@GaN产品@@和@@设备@@@@，以@@更好地满足@@蓬勃发展的@@电动@@汽车@@@@市场@@需求@@。"。

关于@@@@ VisIC TechnologiesVisIC Technologies是@@全@@球@@电动@@汽车@@@@应用@@@@氮化镓@@电子器件@@的@@领导者@@，专注于@@大功率@@@@汽车@@解决方案@@@@。其高@@效@@的@@可扩展产品@@基@@于@@@@深@@厚的@@氮化镓@@技术@@@@知识和@@数十年@@的@@@@经验积累@@。VisIC致力于@@在@@能量转换系统@@的@@@@尺寸@@和@@成本@@方面@@提供@@逐步的@@功能改进@@，并在@@所有@@开发@@阶段提供@@高@@质量的@@客户支持@@@@。我们供应基@@于@@@@化合物半导体@@@@氮化镓@@@@（GaN）材料@@的@@大功率@@@@晶体管@@@@@@产品@@@@，旨在@@为@@具有@@成本@@效益的@@高@@@@性能@@汽车@@逆变器@@系统@@提供@@产品@@@@。

关于@@@@ KYOCERA AVXKYOCERA AVX是@@全@@球@@领先的@@先进电子@@188足彩外围@@@@app 制造@@商@@，致力于@@加速技术@@创新@@，打造更美好的@@未来@@@@。KYOCERA AVX在@@全@@球拥有广阔的@@足迹@@，包括@@数十个@@研发和@@制造@@设施@@，遍布@@15多个@@国家@@，配备了致力于@@创新@@、组件质量@@、客户服务以@@及@@通过@@技术@@实现更美好未来@@的@@@@人才@@。

使@@用@@@@集成@@@@ GaN 解决方案@@提高@@@@功率@@@@密度@@@@@@

judy — Wed, 14 Sep 2022 03:33:46 +0000

氮化镓@@ (GaN) 是@@电力电子行业@@的@@热门话题@@，因为@@@@它可以@@使@@得@@ 80Plus 钛电源@@@@、3.8kW/L 电动@@汽车@@@@ (EV) 车载充电器@@和@@@@ EV 充电站等@@设计@@得以@@实现@@。在@@许多@@应用@@@@中@@@@@@， GaN 能够提高@@@@功率@@@@密度@@@@和@@效率@@@@，因此@@它取代了@@传统@@的@@硅@@金属@@氧化物半导体@@场效应晶体管@@@@@@@@ (MOSFET)。但@@由@@于@@@@@@ GaN 的@@电气@@特性和@@它所能实现的@@性能@@@@@@，使@@用@@@@ GaN 进行设计@@@@面临与@@硅@@@@不同@@的@@一系列@@挑战@@。

不同@@类型@@的@@@@ GaN FET 具有@@不同@@的@@器件@@结@@构@@@@。GaN FET 包括@@耗尽型@@@@@@ (d-mode)、增强型@@@@ (e-mode)、共源共栅型@@@@ (cascode) 等@@三种类型@@@@，每种@@类型@@都具有@@各自@@的@@栅极@@@@驱动@@器@@@@和@@系统@@要求@@@@。本文将介绍使@@用@@@@不同@@类型@@的@@@@@@ GaN FET 进行设计@@@@来提高@@@@系统@@设计@@的@@@@功率@@密度@@所需考虑的@@最重要因素@@。同时@@还将分析集成@@栅极@@驱动@@器@@@@和@@电压供应调节等@@功能可以@@如@@何显著简化整体设计@@@@。

GaN FET 剖析@@
每种@@ GaN 电源@@开关@@都需要配备合适的@@栅极@@@@驱动@@器@@@@@@，否则在@@工作台测试@@时可能发生事故@@。GaN 器件@@具有@@超级@@敏感的@@栅极@@@@@@，因为@@@@它们不是@@传统@@意义上的@@@@@@ MOSFET，而@@是@@@@高@@电子迁移率@@晶体管@@@@@@ (HEMT)。HEMT 的@@截面如@@图@@@@@@ 1 所示@@，类似于@@@@ MOSFET，但@@电流不会流过整个@@衬底或@@缓冲层@@@@，而@@是@@@@流过一个@@二维的@@电子气层@@@@。

图@@ 1：GaN FET 横向@@结@@构@@截面图@@@@

不当@@的@@栅极@@@@控制@@可能会导致@@ GaN FET 的@@绝缘层@@@@、势垒或@@其他@@结@@构@@性部分被@@击穿@@。这不仅会造成@@ GaN FET 在@@对应系统@@条件下@@无法工作@@，还可能会对器件@@本身造成永久性损坏@@。这种@@敏感度取决于@@不同@@类型@@的@@@@@@ GaN 器件@@及其广泛需求@@。HEMT 也不具有@@传统@@掺杂的@@@@ FET 结@@构@@。该@@结@@构@@会形成@@ PN 结@@，进而@@产生体二极管@@。这意味着@@@@内部@@二极管不会在@@@@运行过程中@@被@@击穿或@@产生反向@@恢复等@@不必要行为@@@@。

栅极@@驱动@@器@@@@和@@偏置电源@@注意事项@@
增强型@@@@ GaN FET 在@@外观上与@@增强型@@@@硅@@@@ FET 非常类似@@，这点您可能已经有所体会@@。在@@栅极@@阈值电压为@@@@ 6V 的@@工作条件下@@@@，1.5V 至@@ 1.8V 的@@正电压为@@@@ FET 开启电压@@。但@@是@@@@大多增强型@@@@@@ GaN 器件@@的@@最大@@栅极@@阈值电压为@@@@ 7V，一旦超过很可能会造成永久性损坏@@。

由@@于@@@@传统@@的@@硅@@栅极@@驱动@@器@@@@在@@基@@于@@@@@@ GaN 的@@设计@@@@中@@可能无法提供@@适当@@的@@电压调节功能或@@无法解决高@@共模瞬态抗扰度问题@@，许多设计@@人员会选择@@@@TI 专为@@@@ GaN FET 设计@@的@@@@ LMG1210-Q1 等@@栅极@@驱动@@器@@@@@@。无论电源@@电压如@@何@@，该@@器件@@都可提供@@@@@@ 5V 的@@栅极@@@@驱动@@电压@@@@。传统@@的@@栅极@@@@驱动@@器@@@@需要非常严格地调节栅极@@驱动@@器@@@@的@@偏置电源@@@@，以@@防@@GaN FET 过载@@。相比@@@@于@@增强型@@@@@@ GaN FET，共源共栅型@@@@ GaN FET 是@@一种@@牺牲易用@@性的@@折衷方案@@，结@@构@@如@@图@@@@@@ 2 所示@@。

图@@ 2：增强型@@@@与@@共源共栅耗尽型@@@@@@ GaN FET 示意图@@@@

GaN FET 是@@一种@@耗尽型@@@@器件@@@@，意味着@@该@@器件@@在@@@@通常@@情况下@@导通@@@@、关断时需要在@@栅极@@施加负的@@阈值电压@@。这对于@@@@@@电源@@开关@@来说@@@@是@@一个@@很大的@@问题@@@@，为@@此@@大多数制造@@商@@在@@@@ GaN FET 封装@@中@@@@串接了一个@@@@ 30V 硅@@ FET。GaN FET 的@@栅极@@@@与@@硅@@@@@@ FET 的@@源极相连@@，在@@硅@@@@ FET 的@@栅极@@@@施加开启与@@关闭栅极@@脉冲@@。

封装@@内串接硅@@@@ FET 的@@主要优势在@@于@@@@，使@@用@@@@传统@@的@@隔离@@@@式栅极@@驱动@@器@@@@@@（如@@ UCC5350-Q1）驱动@@硅@@@@ FET 可以@@解决许多栅极@@驱动@@器@@@@和@@偏置电源@@问题@@。共源共栅型@@@@ GaN FET 的@@主要缺点是@@@@ FET 的@@输出@@@@电容@@@@较高@@@@，并且由@@于@@@@体二极管的@@存在@@@@，易受反向@@恢复的@@影响@@@@。硅@@ FET 的@@输出@@@@电容@@@@加上@@ GaN FET 的@@输出@@@@电容@@@@，使@@ FET 的@@输出@@@@电容@@@@增加了@@ 20%，这意味着@@@@与@@其他@@@@@@ GaN 解决方案@@相比@@@@@@@@，开关@@损耗增加了@@ 20% 以@@上@@。此外@@，在@@反向@@导通@@过@@程中@@@@，硅@@ FET 的@@体二极管会导通@@电流@@，并在@@电压极性翻转时进行反向@@恢复@@。

为@@防止硅@@@@ FET 的@@雪崩击穿@@，共源共栅型@@@@ GaN FET 需以@@@@ 70V/ns（其他@@ GaN 解决方案@@为@@@@ 150V/ns）的@@压摆率工作@@，这增加了开关@@交叠损耗@@。尽管@@共源共栅型@@@@@@ GaN FET 可以@@简化设计@@@@@@，但@@会限制可实现的@@性能@@@@@@。

通过@@集成@@实现更简单的@@解决方案@@@@
将栅极@@驱动@@器@@@@和@@内置@@偏置电源@@调节与@@耗尽型@@@@@@ GaN FET 进行集成@@@@，可以@@解决增强型@@@@和@@共源共栅型@@@@@@ GaN FET 设计@@上的@@@@许多难题@@。例如@@@@，LMG3522R030-Q1 是@@一款@@ 650V 30mΩ 的@@ GaN 器件@@，集成@@了栅极@@驱动@@器@@@@和@@电源@@@@管理@@功能@@，可实现更高@@@@的@@功率@@@@@@密度和@@效率@@@@，同时@@降低@@相关风险和@@工程工作量@@。耗尽型@@@@ GaN FET 需要在@@封装@@内串接硅@@@@@@ FET。但@@与@@共源共栅型@@@@@@ GaN FET 的@@主要区别在@@于@@@@，所集成@@的@@@@栅极@@驱动@@器@@@@可以@@直接驱动@@@@ GaN FET 的@@栅极@@@@，而@@硅@@@@ FET 则在@@上电时保持常闭@@状态启动开关@@@@。这种@@直接驱动@@可以@@解决共源共栅型@@@@@@ GaN FET 的@@主要问题@@，例如@@@@较高@@的@@输出@@@@电容@@@@@@、反向@@恢复敏感性和@@串联硅@@@@ FET 的@@雪崩击穿@@。LMG3522R030-Q1 中@@集成@@的@@@@栅极@@驱动@@器@@@@可实现较低@@的@@开关@@交叠损耗@@，使@@ GaN FET 能够在@@高@@达@@@@ 2.2MHz 的@@开关@@频率@@下工作@@，并消除@@ GaN FET 使@@用@@@@错误栅极@@驱动@@器@@@@的@@风险@@。图@@ 3 展示了@@使@@用@@@@了集成@@@@ LMG3522R030-Q1 GaN FET 的@@半桥配置@@@@。

图@@ 3：使@@用@@@@ UCC25800-Q1 变压器驱动@@器@@和@@两个@@@@@@ LMG3522R030-Q1 GaN FET 的@@简化@@ GaN 半桥配置@@

集成@@驱动@@器@@可减小@@@@解决方案@@尺寸@@@@，实现功率@@密集型@@系统@@@@。同时@@，集成@@降压@@/升压转换器@@意味着@@@@ LMG3522R030-Q1 可在@@@@ 9V 至@@ 18V 的@@非稳压电源@@下工作@@，从@@而@@显著降低@@对偏置电源@@的@@@@要求@@@@。为@@实现紧凑且经济的@@系统@@解决方案@@@@，可以@@将@@ LMG3522R030-Q1 与@@ UCC25800-Q1 等@@超低@@电磁干扰变压器驱动@@器@@配合使@@用@@@@@@@@，通过@@多个@@二次绕组实现开环的@@电感@@@@-电感@@-电容@@控制@@@@。或@@者@@，使@@用@@@@高@@度集成@@的@@@@紧凑型@@@@偏置电源@@@@（如@@ UCC14240-Q1 直流@@/直流@@模块@@），可为@@@@器件@@进行本地供电@@@@，从@@而@@实现基@@于@@@@小@@尺寸@@@@印刷电路@@板的@@超薄设计@@@@。

结@@语@@
通过@@使@@用@@@@@@合适的@@栅极@@@@驱动@@器@@@@和@@偏置电源@@@@，GaN 器件@@可帮助您实现系统@@级@@优势@@，如@@ 150V/ns 的@@开关@@速度@@、较低@@的@@开关@@损耗以@@及@@较小@@的@@高@@@@功率@@@@系统@@磁性尺寸@@@@，适用@@于@@@@工业@@@@和@@汽车@@应用@@@@@@。集成@@ GaN 解决方案@@可以@@简化许多器件@@级@@挑战@@，从@@而@@使@@您可以@@专注于@@更广泛的@@系统@@@@。

关于@@@@德州仪器@@@@ (TI)
德州仪器@@ (TI) (纳斯达克股票代码@@：TXN) 是@@一家全@@球性的@@半导体@@公司@@，致力于@@设计@@@@、制造@@、测试@@和@@销售模拟和@@嵌入式处理芯片@@@@，用@@于@@@@工业@@@@、汽车@@、个@@人电子产品@@@@、通信@@设备@@和@@企业系统@@等@@市场@@@@。我们致力于@@通过@@半导体@@技术@@让电子产品@@更经济实用@@@@，创造一个@@更美好的@@世界@@。如@@今@@，每一代创新都建立在@@上一代创新的@@基@@础@@之上@@，使@@我们的@@技术@@@@变得更小@@@@巧@@、更快速@@、更可靠@@@@、更实惠@@，从@@而@@实现半导体@@在@@电子产品@@领域@@的@@@@广泛应用@@@@@@，这就是@@工程的@@进步@@。这正是@@@@我们数十年@@来乃至@@现在@@@@一直在@@做的@@事@@。欲了解@@更多信息@@，请访问@@@@公司网@@站@@www.ti.com.cnn。

GaN是@@否@@可靠@@@@？

judy — Thu, 28 Jul 2022 02:51:39 +0000

作者@@：Sandeep Bahl, TI技术@@专家@@

氮化镓@@(GaN)场效应晶体管@@@@@@(FET)正迅速获得采用@@@@@@，因为@@@@它能够提高@@@@效@@率@@@@并缩小@@电源@@供应器尺寸@@@@。不过@@，在@@投资这个@@技术@@之前@@，您可能仍会问自@@己@@GaN是@@否@@可靠@@@@。但@@令我震惊的@@是@@@@，没有人问硅@@@@(Si)是@@否@@可靠@@@@。其实仍然有新的@@硅@@产品@@持续上市@@，电源@@设计@@@@人员也同样@@关注硅@@功率@@组件的@@可靠@@性@@@@@@。

实际情况是@@@@，GaN产业已在@@可靠@@性@@方面@@投入大量心力和@@时间@@。

对于@@@@硅@@@@，可靠@@性@@问题的@@说@@法不同@@@@——“这是@@否@@已经通过@@认证@@@@？”虽然@@ GaN组件通过@@硅@@认证@@@@，不过@@电源@@制造@@商@@并不相信@@硅@@的@@认证@@方法同样@@能确保@@GaN FET可靠@@。这确实是@@正确的@@观点@@，因为@@@@并非所有@@硅@@组件测试@@都适用@@于@@@@@@GaN，而@@且传统@@的@@硅@@认证@@本身不包括@@针对实际电源@@使@@用@@@@情况转换的@@压力测试@@@@。JEDEC JC-70宽@@能隙@@(WBG)电力电子转换半导体@@委员会已经发布@@@@GaN特定的@@准则@@，藉以@@解决这些@@缺陷@@。

如@@何验证@@@@GaN的@@可靠@@性@@@@？

透过既有的@@硅@@方法以@@及@@解决@@GaN特定故障模式@@的@@@@可靠@@性@@@@程序和@@测试@@方法@@，有助于@@进行@@GaN FET的@@可靠@@性@@@@验证@@@@。例如@@@@动态@@汲极源极导通@@电阻@@@@(RDS(ON))的@@增加@@。图@@1列出制作可靠@@@@GaN产品@@的@@@@步骤@@。

图@@1：结@@合@@既有硅@@标准@@的@@@@GaN特定可靠@@性@@准则@@

我们将测试@@分为@@组件级@@和@@电源@@@@级@@模块@@，每个@@@@模块都有相关的@@标准@@和@@准则@@。在@@组件级@@@@，根据@@传统@@的@@硅@@标准@@进行偏置@@、温度和@@湿度应力测试@@@@，并使@@用@@@@@@GaN特定测试@@方法@@，然后@@透过施加加速应力直到@@装置失效来确定使@@用@@@@寿命@@。在@@电源@@供应级@@@@，组件在@@相关应用@@@@的@@@@严格操作条件下@@运作@@。此外@@，也验证@@发生偶发事件时在@@极端运作条件下@@的@@耐受度@@。

GaN FET在@@应用@@@@中@@@@的@@可靠@@性@@@@@@

JEDEC JEP180准则提供@@确保@@GaN产品@@在@@功率@@转换@@应用@@@@中@@@@达到@@@@可靠@@性@@的@@通用@@方法@@。为@@了满足@@@@JEP180，GaN制造@@商@@必须证明产品@@达到@@@@相关应力所需的@@切换使@@用@@@@寿命@@，并在@@电源@@供应的@@严格运作条件下@@可靠@@运作@@。前一项展示使@@用@@@@切换加速使@@用@@@@寿命测试@@@@(SALT)对装置进行压力测试@@@@，后一项使@@用@@@@动态@@高@@温运作使@@用@@@@寿命@@(DHTOL)测试@@。

组件也受到@@实际情况的@@极端操作情况所影响@@@@，例如@@@@短路和@@电源@@@@线突波等@@事件@@。诸如@@@@LMG3522R030-Q1等@@TI GaN组件具备内建的@@短路保护@@功能@@。一系列@@应用@@@@中@@@@的@@突波耐受度需要同时@@考虑硬切换和@@软切换@@应力@@。GaN FET处理电源@@线突波的@@方式与@@硅@@@@@@FET不同@@。

由@@于@@@@GaN FET具备过电压能力@@，因此@@不会进入@@突崩溃@@(avalanche breakdown)，而@@是@@@@透过突波冲击进行切换@@。过电压能力也可以@@提高@@@@系统@@可靠@@性@@@@，因为@@@@突崩溃@@FET无法吸收大量突崩溃能量@@，因此@@保护@@电路@@必须吸收大部份突波@@。突波吸收组件随着@@老化而@@劣化@@，硅@@FET会因此@@遭受较高@@程度的@@突崩溃@@，这可能会导致故障@@。相反@@地@@，GaN FET仍然能够持续切换@@。

验证@@GaN产品@@是@@否@@可靠@@@@@@？

根据@@图@@@@1所示@@的@@方法@@，以@@TI GaN产品@@为@@例进行认证@@@@。图@@2汇整组件级@@和@@电源@@@@供应级@@模块的@@全@@部结@@果@@。

图@@2：GaN FET的@@可靠@@性@@@@由@@@@GaN特定准则使@@用@@@@图@@@@1所示@@的@@方法@@进行验证@@@@。

在@@组件级@@@@，TI GaN通过@@传统@@的@@硅@@认证@@@@，而@@且对于@@@@@@GaN特定的@@故障机制达到@@@@高@@可靠@@性@@@@。TI设计@@并验证@@经时击穿@@(TDB)、电荷撷取和@@热电子磨损失效机制的@@高@@@@可靠@@性@@@@，并证明动态@@@@RDS(ON)在@@老化时保持稳定@@。

为@@了确定组件切换使@@用@@@@寿命@@， SALT验证@@运用@@加速硬切换应力@@。TI模型@@使@@用@@@@切换波形直接计算切换使@@用@@@@寿命@@，并显示该@@@@GaN FET在@@整个@@产品@@使@@用@@@@寿命期间不会因为@@@@硬切换应力而@@失效@@。

为@@了验证@@电源@@级@@的@@可靠@@性@@@@@@，在@@严格的@@电源@@使@@用@@@@条件下@@对@@64个@@GaN组件进行@@DHTOL测试@@。装置展现稳定的@@效率@@@@，没有硬故障@@，显示所有@@电源@@操作模式@@的@@@@可靠@@操作@@：硬切换和@@软切换@@、第三象限操作@@、硬换向@@@@(反向@@复原@@)、具有@@高@@转换率的@@米勒击穿@@，以@@及@@与@@驱动@@器@@和@@其他@@系统@@组件之间的@@可靠@@互动@@。

此外@@，透过在@@硬切换和@@软切换@@操作下对电源@@中@@@@运作的@@组件@@施加突波冲击来验证@@突波耐受度@@，最终显示这些@@@@GaN FET可以@@透过高@@达@@@@720V的@@总线电压突波进行有效切换@@，因而@@提供@@显著的@@容限@@。

结@@论@@
GaN产业已经建立一套方法来保证@@GaN产品@@的@@@@可靠@@性@@@@@@，因此@@问题并不在@@于@@@@“GaN是@@否@@可靠@@@@？”，而@@是@@@@“如@@何验证@@@@GaN的@@可靠@@性@@@@？”透过组件级@@和@@电源@@@@级@@进行验证@@@@，当@@这些@@装置通过@@硅@@认证@@标准@@和@@@@GaN产业准则@@，尤其是@@@@通过@@@@JEP180，才足以@@证明@@GaN产品@@在@@电源@@供使@@用@@@@方面@@极其可靠@@@@。

ST发布@@50W GaN功率@@变换器@@@@，面向@@@@高@@能效消费及工业@@级@@电源@@设计@@@@@@

judy — Thu, 07 Apr 2022 02:17:35 +0000

意法半导体@@发布@@了公司首款采用@@@@氮化镓@@@@(GaN)晶体管@@@@的@@功率@@@@变换器@@@@件@@VIPerGaN50，能够简化最高@@@@50W的@@单开关@@反激式功率@@变换器@@@@设计@@@@，通过@@集成@@一个@@@@ 650V 氮化镓@@ (GaN) 功率@@晶体管@@@@@@，使@@电源@@的@@@@能效和@@小@@型@@化@@达到@@@@更高@@@@水平@@。

50W GaN功率@@变换器@@@@ VIPerGaN50 简化节能电源@@设计@@@@@@

VIPerGaN50 采用@@@@单开关@@拓扑@@，集成@@很多功能@@，包括@@内置@@电流采样和@@保护@@电路@@@@，采用@@@@低@@成本@@的@@@@ 5mm x 6mm 紧凑封装@@@@。芯片@@内部@@集成@@的@@@@@@ GaN 晶体管@@@@可应用@@@@于@@@@@@高@@开关@@频率@@，从@@而@@减小@@@@反激变换器@@的@@体积和@@重量@@@@。使@@用@@@@这款产品@@设计@@先进的@@@@高@@能效开关@@电源@@@@ (SMPS)，可显著减少外围@@元器件@@@@的@@数量@@@@@@。

VIPerGaN50 可帮助设计@@人员利用@@@@@@ GaN 第三代半导体@@技术@@来满足@@日益严格的@@生态设计@@规范@@，在@@全@@球实现节能降耗和@@净零碳排放@@。目标应用@@@@@@包括@@消费电源@@和@@工业@@电源@@@@，例如@@@@：电源@@适配器@@@@、USB-PD 充电器@@，以@@及@@家用@@电器@@@@、空调@@、LED 照明@@设备@@和@@智能仪表@@的@@电源@@@@。

为@@什么@@选择@@@@QR ZVS反激式转换器@@@@？

越来越小@@的@@充电器@@@@需要更高@@@@的@@功率@@@@@@密度@@。工程师经常在@@电视和@@其他@@电器的@@开关@@电源@@@@(SMPS)中@@使@@用@@@@@@准谐振@@@@(QR)零电压开关@@@@(ZVS)，也称为@@谷底开通@@，该@@拓扑结@@构@@@@正出现在@@@@更多产品@@中@@@@。原因@@在@@于@@@@，功率@@密度@@每过十年@@就变得越来越高@@@@。例如@@@@，现在@@@@的@@电视像@@素更高@@@@@@，功耗@@要求@@也更严格@@。同样@@，虽然@@50W充电器@@并非新产品@@@@，但@@消费者需要外观更小@@@@巧@@、且能给笔记本电脑@@@@、平板电脑@@、手机和@@其他@@设备@@快速充电的@@产品@@@@。

越来越小@@的@@充电器@@@@

QR ZVS反激式转换器@@@@不断追求更高@@@@效率@@@@@@。业界经常选用@@准谐振@@转换器@@@@，主要是@@因为@@@@它的@@效率@@较高@@@@。传统@@PWM转换器@@在@@电压最高@@时开启器件@@@@，这会导致功率@@损耗随开关@@频率的@@增加@@而@@增加@@。工程师可使@@用@@@@缓冲电路@@缓解此类情况@@，但@@提高@@@@效@@率@@@@的@@最佳方法是@@软开关@@@@，这意味着@@@@在@@电压或@@电流为@@零时进行开关@@@@。为@@此@@，通过@@谐振@@（电感@@-电容@@或@@@@LC）将方波信号转换为@@正弦波形@@。在@@ZVS中@@，启动发生在@@曲线底部或@@谷底@@。多年@@来@@，工程师试图@@提高@@@@@@QR ZVS反激式转换器@@@@效率@@@@，而@@GaN正好给出一个@@新答案@@。

VIPerGaN50 有哪些独特优势@@？

先进的@@@@GaN晶体管@@@@特性@@。VIPerGaN50 使@@用@@@@与@@@@MASTERGAN系列@@相同的@@@@650V GaN 晶体管@@@@，因此@@具有@@类似优势@@。例如@@@@，GaN的@@高@@@@电子迁移率@@意味着@@该@@器件@@可适用@@于@@@@高@@开关@@频率@@。因此@@，该@@器件@@可承受更大负载@@，同时@@减少损耗@@。有鉴于@@此@@，GaN可用@@于@@@@制造@@可输出@@更高@@@@功率@@@@@@、同时@@整体尺寸@@更小@@@@的@@电源@@@@。VIPerGaN50 是@@意法半导体@@此类别的@@首款产品@@@@，因此@@具有@@极大象征意义@@。意法半导体@@将继续把@@ GaN作为@@@@业务@@发展重点@@，使@@用@@@@具有@@更高@@@@规格的@@晶体管@@@@@@@@。因此@@，未来@@的@@@@ VIPerGaN 型@@号将具有@@更高@@@@的@@输出@@@@功率@@@@@@。

VIPerGaN50

多模式@@工作@@。VIPerGaN50有多种不同@@的@@@@工作模式@@@@，可根据@@其负载调整其开关@@频率@@，在@@所有@@输入@@电压和@@负载条件下@@@@，最大@@限度提高@@@@电源@@能效@@。在@@高@@负载下@@，准谐振@@ (QR) 模式@@配合零压开关@@可最大@@限度地减少导通@@损耗和@@电磁辐射@@ (EMI)。在@@轻负载下@@，跳谷底模式@@可以@@控制@@开关@@损耗@@，并利用@@@@意法半导体@@专有的@@谷底锁定技术@@防止产生人耳可以@@听到@@的@@噪声@@。频率折返模式@@配合零压开关@@可确保在@@轻负载条件下@@实现尽可能高@@的@@能效@@。自@@适应间歇工作模式@@可以@@在@@极低@@负载条件下@@最大@@程度降低@@功率@@损耗@@。此外@@，先进的@@@@电源@@管理@@功能可将待机功率@@降至@@@@ 30mW 以@@下@@。

VIPerGaN50的@@多@@种不同@@工作模式@@@@

更佳的@@保护@@功能@@。VIPerGaN50内置@@功能确保电源@@的@@@@安全@@性和@@可靠@@性@@@@，包括@@输出@@过压保护@@@@、brown-in/brown-out，以@@及@@输入@@过压保护@@@@。还提供@@输入@@电压前馈补偿@@，以@@最大@@限度地减少输出@@峰值功率@@变化@@。其他@@安全@@功能包括@@嵌入式过温保护@@和@@最大@@限度地减少@@ EMI的@@频率抖动功能@@。因此@@，设计@@师可减少电路@@板上需要的@@组件@@@@，从@@而@@减少所用@@物料@@。

VIPerGaN50 现已投产@@，采用@@@@ 5mm x 6mm QFN 封装@@。该@@器件@@有免费样片@@@@，可在@@@@意法半导体@@的@@网@@上商城@@ eSTore 上申购@@。

GaN 如@@何改变了市场@@@@

judy — Fri, 25 Mar 2022 03:58:56 +0000

本章@@将探讨如@@何将氮化镓@@@@ (GaN) 用@@于@@@@现有的@@和@@新的@@军事@@、航天@@和@@商业应用@@@@中@@@@@@。随着@@技术@@进步@@，GaN 越来越受工程师的@@青睐@@。在@@本章@@@@，我们将深@@入了解@@@@@@ GaN 有望处于@@领先地位的@@一些新应用@@@@和@@行业@@@@。

审视@@ GaN 在@@军事和@@航天@@领域@@的@@@@的@@应用@@@@@@

当@@今的@@@@许多航天@@和@@国防@@系统@@都需要高@@度可靠@@@@、坚固@@耐用@@的@@射频@@@@ (RF) 输出@@功率@@@@水平达到@@@@千瓦@@ (kW) 的@@组件@@。过去@@，许多系统@@都依赖于@@真空管技术@@来产生@@ kW 级@@功率@@@@。但@@随着@@高@@功率@@@@半导体@@@@的@@发展@@@@，一些应用@@@@的@@@@系统@@设计@@已经开始采用@@@@固态功率@@放大器@@@@ (SSPA)。SSPA 最初是@@以@@横向@@扩散金属@@氧化物半导体@@@@ (LDMOS) 或@@砷化镓@@@@ (GaAs) 为@@基@@础@@，但@@现在@@@@这些@@系统@@开始使@@用@@@@@@ GaN，这使@@它们更可靠@@@@@@、更坚固@@耐用@@@@，并支持@@更宽@@的@@带宽@@@@@@。

军事卫星@@

当@@今的@@@@军事卫星@@软件定义无线电架构@@可实现持续的@@安全@@通信@@@@，达到@@@@战术领域@@的@@@@优势@@@@。除了提供@@控制@@和@@接口@@功能的@@地面网@@络@@之外@@，卫星通信@@@@网@@络@@还包括@@用@@户终端@@和@@卫星@@。从@@射频@@微波角度来看@@，卫星终端@@有几个@@组件可以@@实现连接@@。

与@@过去@@相比@@@@@@，如@@今@@的@@卫星网@@络@@系统@@能够以@@更快的@@速度传输大量数据@@@@、视频和@@语音@@。它们可以@@在@@多个@@信道上快速安全@@地进行无线连接@@，并在@@复杂的@@通信@@环境和@@较宽@@的@@频谱范围内运行@@。由@@于@@@@ GaN 比@@其他@@半导体@@技术@@更可靠@@@@@@、功率@@更高@@@@且更坚固@@耐用@@@@@@，随着@@制造@@商@@开始从@@行波管放大器@@ (TWTA) 和@@ GaAs 技术@@转向@@@@ GaN 技术@@，GaN 在@@这些@@系统@@中@@@@发挥@@着越来越重要的@@作用@@@@@@。

几年@@来@@，军事和@@航空卫星网@@络@@市场@@发生了与@@之相关的@@巨变@@。随着@@功率@@密度@@的@@增加@@@@，GaN 使@@固态单芯片@@微波集成@@电路@@@@@@ (MMIC) 的@@组合达到@@@@了@@以@@前只有@@ TWTA 才能实现的@@功率@@@@水平@@@@。例如@@@@ Qorvo 的@@ Spatium，它采用@@@@已获专利@@的@@空间@@组合技术@@来提高@@@@射频@@功率@@@@、高@@效@@率@@和@@宽@@带工作频率@@。

Spatium 采用@@@@宽@@带对极鳍线天线向@@@@ / 从@@超大的@@同轴波导发射@@，分裂成多个@@微带电路@@@@。

这种@@ SSPA 解决方案@@也已经在@@商业和@@军事雷达@@@@@@、电子战@@ (EW)、卫星通信@@@@以@@及@@测试@@和@@测量@@市场@@领域@@占有一席之地@@。这一市场@@接受度归功于@@@@ SSPA 的@@优势@@，包括@@固态可靠@@性@@的@@提高@@@@@@、电压电源@@要求@@的@@降低@@@@、噪声系数的@@降低@@@@、能源@@成本@@的@@降低@@以@@及@@即时导通@@能力@@，所有@@这些@@都会降低@@系统@@总拥有成本@@@@。

雷达@@

随着@@频谱获得越来越困难@@，处理军事通信@@中@@涉及的@@海量数据@@的@@挑战也在@@加剧@@。优化频谱使@@用@@@@需要采用@@@@更复杂的@@调制机制和@@有源电子扫描阵列@@ (AESA) 架构@@。为@@支持@@这些@@发展趋势@@，卫星网@@络@@中@@的@@@@射频@@前端@@ (RFFE) 将越来越多地利用@@@@@@ GaN 等@@高@@功率@@@@固态宽@@带技术@@@@。GaN 性能@@的@@持续提高@@@@有助于@@在@@@@ AESA 系统@@中@@@@提供@@高@@功率@@@@输出@@@@的@@解决方案@@@@。如@@今@@，这些@@ AESA 系统@@中@@@@使@@用@@@@@@的@@许多@@ PA 都采用@@@@高@@电压@@ GaN（参见第@@ 2 和@@ 3 章@@）。

GaN 技术@@的@@主要优势可以@@归结@@为@@包括@@线性度@@、功率@@、效率@@、可靠@@性@@、尺寸@@和@@重量@@在@@内的@@几个@@属性@@。在@@ AESE 系统@@中@@@@，可靠@@性@@极其重要@@，GaN 能够在@@更高@@@@信道温度条件下@@可靠@@运行@@。

新型@@雷达@@系统@@还要求@@产品@@具有@@@@更高@@@@的@@功率@@@@@@附加效率@@@@ (PAE)、更低@@的@@信道温度和@@更低@@的@@噪声系数@@。GaN MMIC 的@@高@@@@ PAE 意味着@@，在@@特定输出@@功率@@@@下功耗@@更低@@@@，散热要求@@更低@@@@，运行成本@@更低@@@@@@。

此外@@，在@@雷达@@平台@@中@@使@@用@@@@@@高@@增益@@、高@@ PEA GaN MMIC 可缩减整个@@系统@@的@@@@尺寸@@和@@成本@@@@。这有助于@@满足@@新型@@@@ AESA 雷达@@系统@@更严格的@@尺寸@@@@、重量@@、功率@@和@@成本@@@@ (SWaP-C) 要求@@。在@@必须实现重量@@和@@尺寸@@最小@@化的@@航空航天@@系统@@中@@@@@@，满足@@ SWaP-C 要求@@极其重要@@。

电子战@@

EW 包括@@用@@于@@@@提供@@保护@@@@、支持@@和@@电子攻击的@@防御系统@@@@，如@@军用@@无线电@@、通信@@干扰器和@@无人机@@@@ (UAV) 系统@@，用@@于@@@@陆基@@@@、空中@@和@@海军平台@@@@。EW 市场@@持续增长@@，并见证了巨大的@@技术@@@@进步和@@电子@@188足彩外围@@@@app 集成@@。

EW 应用@@@@需要采用@@@@具有@@宽@@带功率@@和@@效率@@@@、小@@尺寸@@@@和@@最小@@重量@@的@@电子@@188足彩外围@@@@app 。这些@@系统@@还必须在@@较高@@工作温度条件下@@运行@@@@，具有@@较高@@可靠@@性@@@@，并且能够在@@极其恶劣的@@环境下工作@@。因此@@，像@@ GaN 和@@ GaAs 这样的@@技术@@@@被@@广泛使@@用@@@@@@，而@@且在@@@@ EW 领域@@，我们继续见证了基@@于@@@@管的@@系统@@向@@固态@@ GaN 和@@ GaAs 技术@@过渡@@的@@过程@@。

结@@合@@ GaN MMIC 技术@@和@@@@ GaN 封装@@的@@@@进步@@，进一步加速了解@@决方案@@的@@交付@@，这些@@解决方案@@可提高@@@@带宽@@@@@@，缩小@@外形尺寸@@@@，提高@@@@散热性能@@@@@@，并为@@@@ EW 应用@@@@提供@@低@@成本@@塑料封装@@@@。随着@@承包商寻求开发@@更小@@@@巧@@、更宽@@带宽@@@@@@@@、更高@@@@容量@@、更低@@成本@@和@@更强大的@@@@ EW 解决方案@@，GaN 成为@@@@新技术@@的@@首选@@。

调查@@ GaN 在@@商业应用@@@@中@@@@的@@用@@途@@

与@@许多半导体@@技术@@一样@@@@，GaN 首次应用@@@@于@@@@@@军事和@@航空航天@@应用@@@@领域@@@@@@。但@@从@@早期开始@@，许多商业市场@@就已经采用@@@@这项技术@@@@，尤其是@@@@ 5G 基@@础设施@@市场@@领域@@@@。

5G 基@@础设施@@

5G 迅速采用@@@@@@ GaN 的@@原因@@主要有三个@@@@ ：满足@@增加功率@@输出@@@@、更高@@@@工作频率和@@更低@@功耗@@的@@需求@@。由@@于@@@@ PA 在@@ 5G RFFE 中@@消耗的@@能量最多@@，系统@@设计@@人员将重点放在@@提高@@@@放大器效率@@上@@。幸运的@@是@@@@，效率@@是@@@@ GaN 的@@关键属性之一@@。

PA 可最有效地接近饱和@@@@。系统@@设计@@人员采用@@@@@@ Doherty 和@@数字失真来实现@@ 5G 系统@@的@@@@线性度@@（见图@@@@ 3-4）。

GaN 可将许多基@@础设施@@应用@@@@的@@@@能效提升@@至@@@@新高@@度@@。GaN 可降低@@系统@@功耗@@@@，从@@而@@节省运营商成本@@@@，使@@系统@@更@@“环保@@”。这些@@优势使@@@@ GaN 成为@@@@ 5G 的@@焦点@@，尤其是@@@@在@@@@毫米波@@@@ (mmWave) 固定无线接入@@ (FWA) 和@@使@@用@@@@大规模@@多路输入@@@@ / 多路输出@@@@ (MIMO) 天线阵列@@的@@@@ 5G 基@@站中@@@@（见图@@@@ 4-1）。大规模@@ MIMO 天线在@@相控阵自@@适应技术@@中@@采用@@@@了波束成型@@技术@@@@，在@@不加剧小@@区间协调的@@设计@@@@复杂性的@@情况下提高@@@@容量@@。通过@@使@@用@@@@@@大规模@@@@ MIMO，可以@@形成波束@@，确保几乎在@@任何时@@候@@，单个@@波束只会支持@@一位用@@户@@。这可为@@@@每位用@@户提供@@其自@@己的@@无干扰@@、高@@容量的@@基@@站连接@@。

图@@ 4-1 ：5G 大规模@@ MIMO 射频@@前端框图@@@@

对于@@@@ FWA 来说@@@@，要达到@@@@其目标千兆速度@@，则必须实现非常高@@的@@输出@@@@功率@@@@@@。如@@图@@@@ 4-2 中@@所示@@@@，高@@效@@ GaN Doherty PA 能够轻松满足@@@@ 65 dBm 全@@向@@性辐射功率@@@@ (EIRP) 要求@@。

图@@ 4-2 ：天线阵列@@188足彩外围@@@@app 数量@@和@@@@ RFFE 工艺@@技术@@@@之间的@@权衡@@

GaN 具有@@较高@@的@@天线增益和@@较低@@的@@噪声系数@@，因为@@@@这些@@参数由@@波形成型@@增益确定@@。为@@了使@@用@@@@均匀矩形阵列实现@@ 65 dBm EIRP，每个@@@@通道@@的@@@@ PA 功率@@输出@@将随着@@@@188足彩外围@@@@app 数量@@的@@增加@@而@@减少@@，如@@图@@@@ 4-2 中@@所示@@@@。由@@于@@@@ GaN 每个@@@@信道的@@功率@@@@大于@@硅@@@@，所以@@使@@用@@@@@@ GaN 技术@@，天线阵列@@能够用@@更少的@@有源@@188足彩外围@@@@app 实现所需的@@功率@@@@输出@@@@。

有线宽@@带@@应用@@@@@@

多年@@来@@，GaN 在@@全@@球有线电视@@ (CATV) 技术@@进步中@@发挥@@了至@@关重要的@@作用@@@@@@。为@@支持@@对更高@@@@吞吐量的@@视频和@@宽@@带服务的@@需求@@，混合光纤同轴@@ (HFC) 网@@络@@运营商开始将光纤容量安装在@@其网@@络@@的@@更深@@层@@@@。HFC 可提供@@@@所需的@@功率@@@@放大@@，以@@缩短光纤到@@户@@ (FTTH) 节点和@@家庭或@@企业之间的@@距离@@。

选择@@ HFC 放大器时@@，线性度和@@效率@@是@@@@主要考虑因素@@，这就是@@为@@什么@@@@ GaN 是@@主要的@@技术@@@@选择@@@@。GaN 的@@高@@@@效性能@@可以@@实现更高@@@@的@@线性输出@@功率@@@@和@@较低@@的@@@@ DC 功耗@@。这样一来@@，有线电视设计@@人员就可以@@实现更宽@@的@@带宽@@@@和@@更高@@@@的@@数据@@速率@@，同时@@延长放大器之间的@@距离@@，并最大@@限度地提高@@@@可靠@@性@@@@。

商业卫星@@

GaN 和@@ GaAs 为@@实现各种各样的@@商用@@卫星通信@@@@应用@@@@提供@@支持@@@@，例如@@@@ 5G 回程@@、超高@@清电视传输@@、移动卫星通信@@@@@@、飞机乘客互联网@@接入@@，以@@及@@单人可携带的@@@@（便携式@@）终端@@。

卫星通信@@@@设备@@在@@全@@球通信@@生态系统@@@@和@@全@@球民众日常生活中@@发挥@@着重要作用@@@@，如@@图@@@@ 4-3 中@@所示@@@@。它支持@@电信@@@@、天气监测@@、航空通信@@@@、海事应用@@@@和@@导航等@@各种广泛应用@@@@@@，并且应用@@@@领域@@@@仍在@@不断扩展@@。

随着@@小@@型@@卫星@@、便携设备@@和@@移动卫星通信@@@@@@设备@@的@@日益普及@@，对更紧凑@@、更轻@@便@@、功耗@@更低@@组件的@@需求也更加强烈@@。此外@@，这些@@ RFFE 组件需要应对更高@@@@的@@带宽@@@@和@@数据@@吞吐量@@，以@@支持@@@@ 5G、超高@@清电视和@@不间断安全@@通信@@等@@技术@@@@的@@进步@@。除此以@@外@@，还面临着降低@@开发@@成本@@@@、提高@@@@可靠@@性@@的@@@@压力@@。

图@@ 4-3 ：卫星通信@@@@市场@@领域@@中@@的@@@@@@ GaN

这些@@趋势就是@@制造@@商@@从@@基@@于@@@@管的@@系统@@向@@支持@@更高@@@@数据@@吞吐量和@@更小@@@@尺寸@@@@的@@固态设备@@@@（如@@ GaN）转变的@@原因@@所在@@@@。在@@商业卫星@@通信@@应用@@@@领域@@@@@@，GaN 具备显著的@@高@@@@功率@@@@放大优势@@。此外@@，GaN 支持@@卫星通信@@@@中@@使@@用@@@@@@的@@高@@@@频波段@@@@，如@@ X、Ku、K 和@@ Ka 波段@@。

正如@@军用@@和@@航空航天@@卫星应用@@@@开始放弃使@@用@@@@@@ TWTA 一样@@，商业卫星@@解决方案@@也正在@@经历同样@@的@@转变@@。这种@@转变是@@由@@@@ MMIC 或@@空间组合产品@@@@（如@@ Qorvo 的@@ Spatium）中@@使@@用@@@@@@的@@固态@@ GaN 驱动@@的@@@@，这些@@产品@@具有@@@@即时导通@@能力@@、所需的@@低@@电压轨@@、更低@@的@@噪声系数和@@更高@@@@的@@可靠@@性@@@@@@。

展望@@ GaN 的@@美好未来@@@@

GaN 才刚刚开始一段漫长而@@富有成效的@@旅程@@。尽管@@近年@@来@@已经取得了长足进步@@，但@@与@@硅@@@@或@@@@ GaAs 相比@@@@，GaN 仍是@@@@一项相对年@@轻的@@技术@@@@@@。随着@@ GaN 技术@@的@@不断发展@@，GaN 在@@新的@@和@@现有的@@应用@@@@领域@@@@中@@越来越受欢迎@@。

随着@@ GaN 广泛应用@@@@于@@@@@@各种射频@@应用@@@@领域@@@@@@，其市场@@增长将继续加速@@。军事雷达@@@@、电子战@@和@@无线通信@@应用@@@@的@@@@需求@@是@@其增长的@@主要推动因素@@。但@@由@@于@@@@@@ GaN 具有@@许多系统@@级@@优势@@，越来越多的@@现有应用@@@@和@@新应用@@@@开始使@@用@@@@@@ GaN。以@@下@@是@@其中@@@@一些应用@@@@@@ ：

数据@@中@@心@@

由@@于@@@@云计算@@的@@大规模@@发展@@，数据@@中@@心@@也在@@不断扩展@@。这些@@数据@@中@@心@@会消耗大量的@@能源@@@@，因此@@降低@@能耗是@@当@@务之急@@。通常@@在@@数据@@中@@心@@@@，干线电压是@@分步骤进行转换的@@@@ ：首先@@，从@@ 48 V 转换到@@@@ 12 V，然后@@从@@@@ 12 V 转换到@@@@低@@至@@@@ 1 V。由@@于@@@@ GaN 具有@@较高@@的@@开关@@速度@@@@、小@@巧外形@@和@@高@@效@@率@@@@，数据@@中@@心@@设计@@人员可以@@使@@用@@@@@@ GaN DC 功率@@晶体管@@@@@@直接从@@@@ 48 V 转换到@@@@ 1 V。这种@@直接转换能力可节省能源@@@@，并减少复杂性@@。

汽车@@

电动@@汽车@@@@ (EV) 使@@用@@@@ GaN DC 功率@@晶体管@@@@@@的@@方式有许多@@。功率@@密度@@更高@@@@的@@电池@@、效率@@更高@@@@的@@电机和@@车载充电器@@的@@组合有助于@@减少车辆质量@@，从@@而@@实现更大的@@行驶里程@@。EV 系统@@开发@@人员开始用@@@@ GaN 取代硅@@晶体管@@@@@@，以@@满足@@@@更高@@@@效@@、更快速@@和@@更高@@@@功率@@@@系统@@的@@@@增长趋势@@。GaN 具有@@更快的@@开关@@速度@@和@@热管理性能@@@@，从@@而@@可为@@@@@@ EV 提供@@外形更小@@@@巧@@@@、成本@@更低@@@@、散热性能@@@@更出色@@的@@解决方案@@@@。

无线充电@@

无线充电@@开始扩展到@@智能手机应用@@@@领域@@@@之外@@，且即将在@@我们的@@家庭中@@普及@@。此外@@，无线充电@@也开始集成@@到@@汽车@@和@@医疗设备@@中@@@@@@。这些@@应用@@@@均使@@用@@@@@@ GaN 晶体管@@@@。

电源@@适配器@@@@

多年@@来@@，硅@@开关@@技术@@的@@改进实现了@@直流@@电源@@设计@@@@的@@许多进步@@。然而@@@@，硅@@即将达到@@@@其物理极限@@。因为@@@@ GaN DC 功率@@晶体管@@@@@@的@@启动速度比@@硅@@更快速@@@@，所以@@它们能够减少损耗@@，同时@@提高@@@@开关@@速度@@。因此@@，制造@@商@@们希望@@ GaN 能够帮助设计@@人员实现尺寸@@减小@@@@@@、效率@@提高@@@@和@@功率@@增加等@@改进@@。

医学@@

医疗设备@@制造@@商@@开始在@@@@ X 光机和@@磁共振成像@@@@ (MRI) 机中@@使@@用@@@@@@@@ GaN 技术@@。使@@用@@@@ GaN 不仅可以@@缩小@@尺寸@@@@@@，还具有@@其他@@优势@@。使@@用@@@@ GaN 的@@ MRI 机的@@分辨率可以@@提高@@@@@@ 10 到@@ 100 倍@@，使@@医疗专业人员能够以@@更低@@成本@@更早且更准确地发现癌症和@@其他@@疾病@@。

高@@能射频@@也开始出现在@@@@用@@于@@@@治疗恶性肿瘤的@@射频@@消融@@ (RFA) 设备@@中@@@@。在@@这种@@方法中@@@@，可在@@@@超声波@@、MRI 或@@ 计算机断层@@扫描@@ (CT) 的@@引导下将@@ RFA 探针插入肿瘤中@@@@。利用@@@@高@@频@@电流@@，这种@@探针会产生极高@@的@@温度@@，从@@而@@杀死特定区域内的@@肿瘤细胞@@。死亡的@@细胞不会被@@移除@@，而@@是@@@@变成疤痕组织随着@@时间的@@推移而@@萎缩@@。

无线手持设备@@@@

GaN 在@@军用@@@@ EW 手持无线电中@@的@@@@应用@@@@已有许多年@@的@@@@历史@@。它可提供@@@@在@@恶劣的@@军事环境下所需的@@功率@@@@@@、高@@频@@、宽@@带宽@@@@@@和@@可靠@@性@@@@。随着@@ 5G 和@@ mmWave 的@@出现@@，如@@今@@电信@@运营商需采用@@@@一种能在@@商用@@手持设备@@上实现一些相同功能的@@技术@@@@@@，包括@@高@@频@@段操作@@、大带宽@@@@和@@大数据@@容量@@。如@@今@@，我们可以@@使@@用@@@@@@ GaN 来满足@@这些@@组合需求@@。

科学@@应用@@@@@@

GaN 开始帮助推进用@@于@@@@研究@@、集成@@电路@@制造@@和@@其他@@前沿应用@@@@@@（如@@ 5G 测试@@和@@测量@@）的@@技术@@@@。例如@@@@，它开始用@@于@@@@粒子加速器和@@化学气相沉积@@ (CVD) 系统@@之中@@@@。

CVD 是@@一项生产高@@质量固体薄膜和@@涂层@@的@@技术@@@@@@，与@@使@@用@@@@物理气相沉积技术@@的@@蒸发和@@溅射方法相比@@@@@@，它更具优势@@。用@@于@@@@合规前测试@@和@@故障排除的@@电磁兼容@@性@@@@ (EMC) 测试@@设备@@部署的@@@@ GaN 可提供@@@@高@@功率@@@@和@@宽@@带宽@@@@@@@@，以@@满足@@@@ 5G 产品@@认证@@需求@@。

航空应用@@@@@@

在@@航空应用@@@@@@领域@@@@，GaN 的@@低@@功耗@@@@、小@@尺寸@@@@、高@@功率@@@@、高@@可靠@@性@@和@@耐辐射性都极其重要@@。与@@其他@@@@需采取特殊屏蔽@@措施的@@技术@@@@不同@@@@，GaN 对辐射的@@天然免疫力使@@其成为@@@@应对恶劣航空环境的@@最佳技术@@@@。

文章@@@@来源@@@@： Qorvo半导体@@

深@@入了解@@@@ GaN 技术@@

judy — Mon, 21 Mar 2022 02:26:34 +0000

本章@@将深@@入探讨@@氮化镓@@@@ (GaN) 技术@@ ：其属性@@、优点@@、不同@@制造@@工艺@@以@@及@@最新进展@@。这种@@更深@@入的@@探讨有助于@@我们了解@@@@ ：为@@什么@@ GaN 能够在@@当@@今这个@@技术@@驱动@@的@@@@环境下发挥@@越来越重要的@@作用@@@@@@。

GaN ：可靠@@的@@技术@@@@@@

GaN 是@@一项久经考验的@@化合物半导体@@@@技术@@@@。自@@ 20 世纪@@ 80 年@@代以@@来@@，化合物半导体@@@@一直都是@@高@@性能@@应用@@@@中@@@@的@@主导微波集成@@电路@@@@ (IC) 技术@@。这是@@因为@@@@@@与@@简单的@@硅@@基@@半导体@@器件@@@@相比@@@@@@，它们可实现卓越的@@速度和@@功率@@组合@@。

化合物半导体@@@@由@@元素周期表@@中@@的@@@@两个@@@@或@@两个@@@@以@@上@@不同@@元素族组成@@，而@@简单的@@半导体@@器件@@@@则由@@硅@@@@ (Si) 等@@单元素组成@@。如@@图@@@@ 2-1 所示@@，GaN 是@@其中@@@@一种化合物半导体@@@@@@，它将元素周期表@@的@@第三列和@@第五列元素组合在@@一起@@@@，因此@@被@@称为@@@@ III-V 化合物半导体@@@@。

图@@ 2-1 ：简单半导体@@与@@@@ III-V 化合物半导体@@@@

这些@@ III-V 半导体@@可用@@于@@@@各种应用@@@@@@。在@@过去@@@@的@@四十年@@@@，砷化镓@@ (GaAs) 应用@@@@最为@@广泛@@，全@@球运行着数十亿个@@@@ GaAs IC。与@@ GaAs 相比@@@@，GaN 可实现更出色的@@速度和@@功率@@处理组合@@。在@@晶体管@@@@速度给定的@@情况下@@，GaN 具有@@出色的@@功率@@@@性能@@@@，因此@@能够在@@频率范围@@广泛的@@数千个@@应用@@@@中@@@@取代其他@@技术@@@@。

GaN 单芯片@@微波集成@@电路@@@@ (MMIC) 和@@分立@@式晶体管@@@@于@@@@@@ 2000 年@@代后期首次投入生产@@，主要针对最高@@功率@@@@水平@@的@@固态应用@@@@@@。在@@毫米波@@ (mmWave) 应用@@@@中@@@@，GaN 已在@@更高@@@@的@@功率@@@@@@水平方面@@取代了@@ GaAs，与@@竞争@@技术@@中@@@@ MMIC 提供@@的@@功率@@@@水平@@相比@@@@@@，GaN 可在@@@@ Ka 频段@@实现数十瓦的@@@@功率@@@@@@@@。在@@较低@@的@@频率下@@（如@@ L 频段@@），GaN 晶体管@@@@可实现超过@@ 1,000 瓦的@@@@功率@@@@@@！

正如@@我们在@@@@第@@ 1 章@@中@@提到@@的@@@@，GaN 可以@@使@@用@@@@多种基@@板材料@@@@@@，如@@硅@@@@、碳化硅@@@@ (SiC)、GaN 和@@金刚石@@。GaN 可与@@@@高@@热导率@@基@@板@@（如@@ SiC）兼容@@，从@@而@@增强了其在@@高@@功率@@@@@@应用@@@@中@@@@的@@优越性@@。

体管@@ GaN 固有的@@材料@@属性如@@何创造卓越的@@射频@@晶@@

从@@概念上讲@@，使@@用@@@@ GaN 构建的@@场效应晶体管@@@@@@@@ (FET) 与@@使@@用@@@@其他@@半导体@@材料@@@@@@（如@@ GaAs、磷化铟@@ (InP) 或@@ Si）构建的@@使@@用@@@@栅极@@触点或@@节点的@@晶体管@@@@@@类似@@。如@@果为@@@@ GaN 射频@@ (RF) 器件@@，其实现通常@@是@@耗尽型@@@@高@@电子迁移率@@晶体管@@@@@@ (HEMT)。

耗尽型@@@@ HEMT 对栅电极施加负偏压@@。这样就切断了漏极和@@源极之间的@@电流@@@@。当@@施加的@@栅电压为@@零时@@，耗尽型@@@@ FET 设计@@为@@处于@@开启状态@@ ；可通过@@将栅极@@拉大阈值电压以@@下@@将其关闭@@。

GaN 器件@@由@@纵向@@材料@@结@@构@@和@@横向@@结@@构@@组成@@，前者定义了许多固有属性@@，后者实现了@@与@@材料@@结@@构@@的@@接触并电荷流的@@控制@@@@（参见图@@@@@@ 2-2）。与@@其他@@@@ FET 一样@@，横向@@结@@构@@包括@@源极@@、漏极和@@栅极@@触点@@。通常@@，附近还有其他@@结@@构@@提供@@磁场控制@@@@，如@@图@@@@ 2-2 中@@所示@@@@的@@源场板@@。

静观其变@@:

Qorvo 制作了一个@@非常有用@@的@@视频@@，解释如@@何正确地打开或@@关闭@@ GaN HEMT 晶体管@@@@。欲查看@@“如@@何偏置@@ GaN 晶体管@@@@ ：入门教程@@”，请访问@@@@ ： www.qorvo.com/design-hub/videos/how-to-bias-gantransistors-an-introducti...。

图@@ 2-2 ：基@@本的@@@@ GaN FET 几何结@@构@@@@

下面为@@图@@@@ 2-2 所示@@内容@@ ：

» 屏障提供@@了@@两个@@@@关键功能@@ ：实现栅极@@和@@信道之间的@@隔离@@@@@@，以@@及@@支持@@电子流动的@@电荷容量@@。它通常@@由@@氮化镓@@铝@@ (AlGaN) 制成@@。

» 信道为@@纯@@ GaN。它可以@@为@@漏极触点和@@源极触点之间的@@电流@@提供@@传导路径@@。GaN 的@@高@@@@饱和@@速度和@@迁移率@@可实现器件@@漏极和@@源极之间的@@高@@@@速传输和@@电流电平@@。

» 缓冲用@@于@@@@限制信道内的@@电荷流@@，以@@避免泄漏到@@基@@板@@，并保证晶体管@@@@器件@@之间的@@隔离@@@@@@。

» 基@@板决定了器件@@的@@机械和@@散热性能@@@@@@。功耗@@较高@@的@@器件@@可受益于@@具有@@较高@@热导率@@的@@基@@板@@。SiC 基@@板材料@@@@使@@用@@@@便捷@@，可提供@@@@出色的@@散热性能@@@@@@，同时@@兼容@@@@ GaN 材料@@生长和@@@@ MMIC 制备@@。

以@@下@@是@@横向@@结@@构@@的@@重要功能@@ ：

» 器件@@的@@栅极@@@@控制@@从@@漏极到@@源极触点且流经器件@@的@@电流@@@@。栅极@@的@@@@ 长度决定了器件@@的@@速度和@@电子流经控制@@区域的@@时间@@。

» 源极和@@漏极触点提供@@本征器件@@的@@低@@阻接入@@。栅极@@与@@这些@@触点之@@ 间的@@隔离@@@@不仅会产生不必要的@@寄生接入电阻@@@@，而@@且还会增加支@@ 持预期操作所需的@@击穿电压@@@@。

GaN 工艺@@选项解密@@

通过@@在@@晶体管@@@@速度@@、电流能力@@、击穿电压@@、效率@@和@@可靠@@性@@之间进行权衡@@，可针对目标应用@@@@@@对@@ FET 进行优化@@。为@@满足@@不同@@@@ GaN 应用@@@@的@@@@需求@@，制造@@商@@ 提供@@了@@频率和@@功率@@水平@@范围广泛的@@多@@种工艺@@技术@@@@@@。有了多个@@@@ GaN 工艺@@可供@@ 选择@@，电路@@设计@@人员可以@@将@@特定的@@@@ GaN 工艺@@技术@@@@与@@应用@@@@进行最优匹配@@，从@@ 而@@简化并加快设计@@@@。图@@ 2-3 展示了@@ Qorvo 的@@系列@@@@ GaN 工艺@@技术@@@@，这些@@技@@ 术旨在@@适应多个@@市场@@领域@@的@@@@各种应用@@@@@@。

图@@ 2-3 ：AB 类性能@@的@@@@ Qorvo GaN 工艺@@技术@@@@选项@@

例如@@@@，功率@@非常高@@的@@应用@@@@@@（如@@工作频率为@@@@ 2 GHz 的@@ 1 kW 晶体管@@@@）将受益于@@具有@@较高@@击穿电压@@@@的@@@@ GaN 工艺@@，因为@@@@它提高@@@@了@@工作电压和@@射频@@功率@@密度@@@@。工作电压的@@提高@@@@也会提高@@@@输出@@效率@@@@。这是@@提高@@@@接入电阻@@和@@降低@@晶体管@@@@速度之间的@@权衡@@。Qorov GaN50 工艺@@能够在@@@@ 65 V 的@@电压条件下@@运行@@@@，同时@@也具有@@这些@@优势@@。

毫米波功率@@放大器@@@@ (PA) 应用@@@@（如@@工作频率为@@@@ 30 GHz 的@@ 20 W MMIC）要求@@使@@用@@@@能够在@@高@@频@@率@@条件下@@提供@@较高@@增益的@@高@@@@速器件@@@@。器件@@设计@@的@@@@权衡将有利于@@缩短栅极@@长度@@@@，最小@@化接入电阻@@@@，以@@及@@最大@@限度地提高@@@@电流容量@@。从@@而@@可以@@降低@@击穿电压@@和@@功率@@密度@@@@。Qorov GaN15 工艺@@能够在@@@@最高@@@@ 28 V 的@@电压条件下@@运行@@@@，同时@@也具有@@这些@@优势@@。

在@@这两个@@@@示例中@@@@，GaN 器件@@提供@@@@了比@@其他@@技术@@更高@@@@的@@工作电压@@，从@@而@@展示了@@该@@技术@@固有的@@速度和@@电压优势@@。较高@@工作电压的@@优势@@不仅仅局限于@@@@ PA 电路@@，它还可以@@为@@整个@@系统@@带来好处@@。

例如@@@@ ：相位阵天线系统@@@@（GaN PA 的@@常见应用@@@@@@）可能需要数百或@@数千个@@单独的@@功率@@@@放大器@@@@。

这些@@天线阵列@@系统@@中@@@@的@@@@直流@@配电一直都是@@一大难题@@，因为@@@@电源@@会占据@@空间@@，增加重量@@@@，并引起直流@@电源@@损耗@@。但@@ GaN 具有@@较高@@的@@工作电压@@，可实现更低@@的@@直流@@电流和@@出色的@@尺寸@@@@、重量@@、功率@@和@@成本@@@@ (SWaP-C) 性能@@，以@@应对这些@@系统@@所面临的@@直流@@配电挑战@@。

GaN 器件@@的@@可靠@@性@@@@评估@@

在@@所有@@电子系统@@中@@@@@@，可靠@@性@@都极其重要@@，因此@@在@@选择@@半导体@@时@@，可靠@@性@@是@@一个@@关键考虑因素@@。GaN 的@@一个@@关键优势就是@@@@，与@@其他@@@@半导体@@相比@@@@@@，它可以@@在@@更高@@@@的@@电压和@@功率@@密度@@下运行@@@@。GaN 可以@@满足@@@@这些@@严苛要求@@@@，在@@高@@结@@温条件下@@具有@@经过@@实践证明的@@可靠@@性@@@@@@，同时@@可在@@@@@@ 200℃ 温度条件下@@实现超过@@ 107（1000 万@@）小@@时的@@平均无故障时间@@ (MTTF)，在@@ 225℃ 温度条件下@@实现超过@@ 106（100 万@@）小@@时的@@平均无故障时间@@。GaN 具有@@更高@@@@的@@安全@@运行通道@@温度和@@更长的@@使@@用@@@@寿命@@，使@@系统@@设计@@人员能够推动其应用@@@@和@@产品@@的@@@@进步@@。

GaN 制造@@商@@采用@@@@不同@@的@@故障分析方法@@ ：一些依赖于@@热成像@@@@，而@@另一些则使@@用@@@@热成像@@@@、产品@@包装测试@@和@@建模的@@组合方法@@。但@@所有@@制造@@商@@和@@标准@@机构都同意@@ ：与@@其他@@@@技术@@@@相比@@@@@@，GaN 在@@高@@功率@@@@@@、高@@温应用@@@@方面@@更可靠@@@@@@。如@@图@@@@ 2-4 中@@所示@@@@，GaN 的@@可靠@@性@@@@远远超过了基@@于@@@@@@ GaAs 的@@晶体管@@@@@@。

图@@ 2-4 ：使@@用@@@@ Qorvo MTTF 曲线进行@@

GaN 与@@ GaAs 技术@@器件@@的@@可靠@@性@@@@比@@较@@示例@@ GaN 应用@@@@通常@@会使@@器件@@处于@@更高@@@@应力的@@工作条件下@@@@@@，如@@更高@@@@的@@电流@@密度@@、更高@@@@的@@环境温度和@@更高@@@@的@@电场@@。无论是@@器件@@设计@@还是@@器件@@使@@用@@@@的@@@@结@@果@@，这些@@问题都可能是@@由@@压电效应@@、热失配或@@封装@@引起的@@@@。

GaN 器件@@还有一个@@需要注意的@@固有器件@@特性@@ ：由@@ GaN 固有的@@压电特性引起的@@应力@@。图@@ 2-5 展示了@@ GaN FET 的@@峰值应力区域@@。然而@@@@，在@@ GaN 器件@@中@@@@，这种@@行为@@很好表@@征@@，也易于@@理解@@。因此@@，使@@用@@@@目前@@的@@@@ GaN 工艺@@技术@@@@，这不再是@@@@问题@@。

图@@ 2-5 ：FET 的@@高@@@@电场区域@@

如@@今@@，GaN 器件@@被@@用@@于@@@@可靠@@性@@要求@@最严苛且最具挑战性的@@各种应用@@@@@@，包括@@任务关键型@@@@系统@@和@@航空应用@@@@@@@@。GaN 的@@可靠@@性@@@@和@@稳定性超越了晶体管@@@@和@@@@ MMIC 工艺@@，经过@@优化可应对@@ GaN 应用@@@@范围不断扩大所面临的@@电气@@@@、散热和@@环境挑战@@。其环境稳定性可实现当@@今所有@@@@ GaN 工艺@@的@@裸片@@级@@高@@加速应力测试@@@@ (HAST) 兼容@@性@@。GaN 的@@封装@@和@@互连技术@@也在@@不断进步@@，以@@保持同步@@。

例如@@@@ ：当@@今的@@@@ Qorvo GaN 技术@@可用@@于@@@@大批量@@、制造@@成熟度@@ 10 级@@ (MRL 10) 的@@成熟工艺@@@@。MRL 是@@美国国防@@部@@ (DOD) 制定的@@一种衡量标准@@@@，用@@于@@@@评估制造@@成熟度@@@@。MRL 10 是@@最高@@级@@别@@的@@制造@@成熟度@@@@，表@@明全@@速生产和@@精益生产实践已经就绪@@。

GaN 技术@@不断进步@@，以@@支持@@@@更广泛的@@应用@@@@@@。这些@@进步包括@@在@@宽@@带频率范围@@中@@支持@@更高@@@@的@@工作频率和@@不断增加的@@功率@@@@水平@@@@。与@@大多数其他@@技术@@进步一样@@@@，小@@批量生产能力正在@@向@@大批量的@@成熟生产工艺@@转移@@。

GaN 的@@一个@@关键进步就是@@@@，通过@@缩短@@ GaN 栅极@@长度@@，可在@@@@极高@@频@@率@@@@（100 GHz 或@@更高@@@@@@）下运行@@。另一个@@进步就是@@输出@@功率@@@@水平@@ ：当@@工作电压提高@@@@时@@，GaN 可以@@在@@较低@@的@@频率下@@实现较高@@的@@功率@@@@密度@@@@。

如@@今@@，GaN PA 设计@@通常@@遵循这样一个@@原则@@ ：1 GHz 频率下为@@数千瓦@@，10 GHz 频率下为@@数百瓦@@，100 GHz 频率下为@@数十瓦@@。在@@过去@@@@五年@@@@，这一粗略的@@品质因数@@翻了三倍@@@@，且仍在@@继续提高@@@@@@。

GaN 技术@@将继续发展@@，同时@@进一步扩大@@ GaN PA 频率范围@@，提高@@@@其功率@@水平@@@@。其他@@参数也正在@@探索之中@@@@，如@@增加高@@功率@@@@放大器@@@@ (HPA) 带宽@@@@和@@提高@@@@效@@率@@@@@@。GaN 器件@@性能@@@@的@@@@提高@@@@和@@电路@@设计@@技术@@@@的@@进步可实现这些@@领域@@的@@@@不断进步@@。

GaN 在@@过去@@@@ 20 年@@中@@已经长足发展@@，如@@今@@正在@@进一步改进@@，实现更广泛部署@@。我们可以@@肯定的@@是@@@@，未来@@ GaN 技术@@将进一步改进@@，其应用@@@@范围也将更加广泛@@。

文章@@@@来源@@@@： Qorvo半导体@@

GaN 技术@@的@@过去@@和@@现在@@@@@@@@

judy — Thu, 10 Mar 2022 08:17:56 +0000

氮化镓@@ (GaN) 晶体管@@@@于@@@@ 20 世纪@@ 90 年@@代亮相@@，目前@@广泛应用@@@@于@@@@@@商业和@@国防@@领域@@@@，但@@工程应用@@@@可能大相径庭@@。不相信@@？可以@@理解@@。但@@在@@@@您阅读本书之后@@@@，可能会成为@@@@忠实支持@@者@@。

GaN 的@@普及根植于@@其高@@电源@@和@@高@@电压功能@@。这些@@特性使@@其适用@@于@@@@许多应用@@@@@@，包括@@微波射频@@@@ (RF) 和@@功率@@开关@@@@应用@@@@@@。

GaN 独特的@@材料@@属性使@@其成为@@@@许多应用@@@@全@@新首选技术@@@@，如@@ 5G 通信@@、汽车@@、照明@@、雷达@@和@@卫星应用@@@@@@。但@@ GaN 制造@@商@@和@@开发@@人员并不止步于@@此@@。他们继续通过@@技术@@革命来推进@@ GaN 的@@发展@@。这些@@创新将在@@未来@@继续开拓新的@@应用@@@@领域@@@@@@。

本书提供@@了@@牢固的@@@@ GaN 基@@础知识@@。它着眼于@@技术@@和@@@@@@ GaN 实现的@@驱动@@因素@@，以@@帮助您了解@@普及@@ GaN 的@@益处@@。它还调查@@了目前@@各行各业使@@用@@@@@@ GaN 的@@成熟和@@前沿应用@@@@@@。阅读本书之后@@，您将了解@@@@ GaN 如@@何在@@电子工程行业@@掀起一场革命@@，及其如@@何继续保持这一势头@@。

傻瓜式假设@@

之前提到@@@@，大多假设已不再关乎使@@用@@@@@@，尽管@@如@@此@@，我们仍然做出以@@下@@假设@@。我们主要假设您是@@技术@@或@@半导体@@行业@@的@@利益相关者@@，并且长期关注@@ GaN 等@@技术@@@@。您可能是@@工程师@@、设计@@架构@@师@@、技术@@员@@、技术@@主管@@、销售人员@@、技术@@学员或@@投资者@@。我们还假设您对半导体@@技术@@有一定的@@了解@@@@。因此@@，本书的@@主要受众为@@了解@@一定技术@@的@@读者@@，比@@如@@@@您@@。

果真如@@此的@@话@@，本书正适合您@@！如@@果都没猜中@@@@，您也要读下去@@。这本书很有用@@@@，读完后@@，您会对@@ GaN 技术@@有一个@@初步的@@了解@@@@！

氮化镓@@ (GaN) 技术@@是@@一项相对较新的@@半导体@@技术@@@@，正在@@彻底改变当@@今世界@@。GaN 的@@优势@@源于@@其独特的@@材料@@属性@@ ：宽@@带隙@@、高@@击穿电压@@@@、高@@热导率@@、高@@电子迁移率@@和@@高@@饱和@@电子速度@@。

本章@@首先@@介绍关于@@@@@@ GaN 及其优势的@@一些基@@本事实@@，然后@@对使@@用@@@@@@ GaN 的@@行业@@和@@应用@@@@进行调查@@@@。

GaN ：过去@@和@@现在@@@@@@

20 世纪@@ 90 年@@代初@@，人们首次认识到@@@@ GaN 作为@@@@一种大功率@@@@和@@高@@频@@半导体@@晶体管@@@@材料@@的@@潜力@@@@@@，并开始不断探索@@。到@@ 2000 年@@代中@@后期@@，GaN 就已经用@@于@@@@国防@@和@@航天@@@@领域@@的@@@@生产应用@@@@@@，以@@及@@固态照明@@发光二极管@@ (LED) 的@@商业应用@@@@@@。

自@@那时起@@，GaN 逐渐被@@射频@@@@ (RF) 电子领域@@接受@@，并广泛部署于@@@@ 5G 等@@商业无线应用@@@@@@。GaN 材料@@的@@改进可实现高@@功率@@@@密度@@@@@@、高@@效@@率@@射频@@放大器@@，并推动了射频@@技术@@的@@应用@@@@@@。

像@@砷化镓@@@@ (GaAs) 和@@磷化铟@@镓@@ (InGaP) 一样@@，GaN 是@@一种@@ III-V 直接带隙半导体@@技术@@@@。III-V 化合物半导体@@@@是@@一种@@含有元素周期表@@中@@@@ III 和@@ V 族元素的@@合金@@。（我们将在@@第@@ 2 章@@详细地讨论这些@@内容@@。）

许多半导体@@市场@@分析师仍将@@ GaN 描述为@@一项相对较新的@@技术@@@@@@。然而@@@@，在@@短短的@@几年@@时间里@@，GaN 已经从@@新秀一跃成为@@@@许多应用@@@@领域@@@@的@@领跑者@@。GaN 不仅取代了根深@@蒂固的@@现有硅@@技术@@@@，如@@横向@@扩散金属@@氧化物半导体@@@@ (LDMOS)，而@@且在@@@@与@@@@ GaAs 等@@其他@@技术@@组合使@@用@@@@时@@，还有助于@@提高@@@@整体系统@@性能@@@@。

GaN 能够补充@@ GaAs 等@@现有技术@@的@@不足@@，从@@而@@有助于@@加快其在@@国防@@与@@商业应用@@@@领域@@@@的@@普及@@。GaN 还有助于@@提高@@@@系统@@性能@@@@，以@@满足@@@@下一代系统@@对更高@@@@功率@@@@@@、频率和@@效率@@的@@要求@@@@。因此@@，它开始成为@@@@带宽@@@@更宽@@@@、频率更高@@@@的@@全@@新射频@@应用@@@@的@@@@首选技术@@@@。

了解@@ GaN 的@@全@@球市场@@影响@@力@@

GaN 市场@@已经突破了@@ 10 亿美元@@@@大关@@。GaN 能够满足@@极端温度@@、宽@@带宽@@@@@@、大功率@@@@、高@@电压和@@高@@输入@@功率@@等@@要求@@@@，这些@@独特的@@优势@@使@@其能够同时@@进入@@许多市场@@领域@@@@，如@@图@@@@ 1-1 中@@所示@@@@。

主要市场@@为@@国防@@@@、航天@@、电信@@基@@础设施@@和@@卫星通信@@@@@@。但@@ GaN 还可用@@于@@@@许多其他@@应用@@@@@@。为@@了保持完整性@@，这里有一个@@更全@@面的@@列表@@@@，描述了图@@@@ 1-1 所示@@每个@@@@高@@级@@市场@@的@@次级@@市场@@@@ ：

图@@ 1-1 ：GaN 射频@@技术@@和@@@@市@@

» 国防@@和@@航天@@@@

◦ 电子战@@干扰发射器@@

◦ 国防@@通信@@@@，包括@@战术无线电@@、卫星通信@@@@、数据@@链路@@

◦ 国防@@雷达@@@@，包括@@空中@@@@、陆基@@和@@海军雷达@@@@

◦ 民用@@雷达@@@@，包括@@航空交通管制和@@气象雷达@@@@

◦ 卫星通信@@@@，包括@@国防@@和@@民用@@卫星通信@@@@@@

» 无线基@@础设施@@@@

◦ 宏@@/微基@@站@@，包括@@远程无线电头端@@ (RRH) 和@@有源天线系统@@@@ (AAS)

◦ 小@@基@@站@@

◦ 无线回程@@@@

» 有线宽@@带@@

» 射频@@能量@@

◦ 医学@@

◦ 工业@@

◦ 科学@@

◦ 汽车@@

» 测试@@与@@测量@@

GaN 用@@于@@@@国防@@领域@@@@

GaN 在@@国防@@领域@@一直处于@@领先@@，并将继续保持领先地位@@。GaN 在@@提高@@@@军事系统@@性能@@方面@@发挥@@着关键作用@@@@，如@@有源电子扫描阵列@@ (AESA) 雷达@@和@@电子战@@@@ (EW) 系统@@，这两种系统@@都需要大功率@@@@@@、小@@巧外形@@和@@高@@效@@散热性能@@@@@@。在@@满足@@许多国防@@应用@@@@的@@@@高@@功率@@@@密度@@@@@@、高@@效@@率@@、宽@@带宽@@@@@@和@@长使@@用@@@@寿命需求方面@@@@，GaN 可提供@@@@有效的@@解决方案@@@@。

GaN 用@@于@@@@ 5G 电信@@领域@@@@

通过@@实现大规模@@@@ MIMO 无线基@@站@@，5G 开创了多输入@@@@ / 多路输出@@@@ (MIMO) 技术@@的@@新时代@@。当@@您推出@@@@ 5G 基@@础设施@@时@@，大规模@@ MIMO 系统@@可帮助无线网@@络@@运营商提高@@@@性能@@@@，最小@@化成本@@并提高@@@@容量@@。

随着@@向@@大规模@@@@ MIMO 过渡@@，业界开始从@@@@ LDMOS 功率@@放大器@@转向@@运行温度更低@@@@、外形更小@@@@巧@@、功率@@更大的@@@@ GaN 基@@解决方案@@@@。下面是@@与@@@@ LDMOS 相比@@@@，碳化硅@@@@ (SiC) 基@@ GaN 技术@@用@@于@@@@基@@站的@@一些关键优势@@ ：

» 阵列更小@@@@@@ ：因为@@@@与@@@@ LDMOS 相比@@@@，GaN on SiC 具有@@更高@@@@的@@功率@@@@@@输出@@和@@出色的@@散热性能@@@@@@，所以@@无线网@@络@@运营商可利用@@@@较小@@型@@阵列实现相同的@@输出@@@@功率@@@@@@。GaN on SiC 的@@阵列大小@@最多比@@@@ LDMOS 小@@ 20%。

» 可靠@@性@@ ：即使@@在@@高@@温条件下@@@@，GaN 也能可靠@@运行@@。这对于@@@@@@ 5G 基@@站来说@@@@至@@关重要@@，因为@@@@这些@@系统@@开始从@@无线发射塔下方@@的@@空调@@房间搬到@@塔顶@@。即使@@在@@恶劣的@@塔顶环境下@@，GaN on SiC 也具有@@较高@@的@@可靠@@性@@@@@@。

» 散热性能@@@@更出色@@ ：GaN on SiC 的@@热导率比@@@@ LDMOS 更高@@@@，所以@@可以@@更有效地散热@@，从@@而@@实现运行温度更低@@的@@系统@@@@。

» 工作频率更高@@@@@@ ：与@@ LDMOS 不同@@的@@是@@@@，GaN on SiC 可在@@@@ 5G 使@@用@@@@的@@@@ 6 GHz 以@@下@@和@@毫米波@@ (mmWave) 频率范围@@内工作@@，同时@@效率@@提高@@@@@@ 10% 到@@ 15%。

» 重量@@更轻@@@@ ：重量@@是@@基@@站应用@@@@的@@@@一个@@重要因素@@，也是@@更小@@@@巧外形@@之所以@@重要的@@关键原因@@@@。GaN 的@@效率@@更高@@@@@@，因而@@可使@@用@@@@尺寸@@更小@@@@的@@散热器@@，从@@而@@可缩减整个@@系统@@的@@@@尺寸@@和@@重量@@@@。对于@@@@在@@塔上安装@@ 5G 的@@人员来说@@@@@@，这是@@非常重要@@，因为@@@@重量@@更轻@@@@意味着@@安装更简单@@。

要想充分发挥@@@@ 5G 的@@多@@ Gbps 数据@@传输速度和@@超低@@延迟潜力@@@@，移动运营商必须提高@@@@系统@@性能@@@@。这意味着@@@@，它们需要对频谱采集@@、网@@络@@基@@础设施@@和@@传输技术@@@@进行大量投资@@。在@@ 6 GHz 以@@下@@和@@毫米波@@频率范围@@内运行的@@大规模@@@@ MIMO 无线基@@站@@是@@其中@@@@一项最重要的@@@@ 5G 传输技术@@@@。

大规模@@ MIMO 基@@站使@@用@@@@许多天线传输和@@接收数据@@@@，而@@不是@@传统@@无线通信@@中@@通常@@使@@用@@@@的@@@@单天线@@。这些@@大规模@@@@ MIMO 系统@@支持@@空间复用@@@@，其中@@@@每个@@@@信道都向@@接收器传送独立信息@@。这可提高@@@@信号可靠@@性@@@@，并大幅提升@@吞吐量@@。

那么@@，5G 大规模@@ MIMO 基@@站系统@@需要什么样的@@射频@@前端@@ (RFFE) 组件呢@@？它们必须为@@具有@@高@@线性度@@、极高@@效@@率@@和@@低@@功耗@@的@@集成@@组件@@。GaN 满足@@这些@@要求@@@@。此外@@，在@@ RFFE 中@@使@@用@@@@@@ GaN 可减少大规模@@@@ MIMO 阵列所需有源@@188足彩外围@@@@app 的@@数量@@@@，以@@满足@@@@基@@站系统@@输出@@功率@@@@要求@@@@，如@@等@@效全@@向@@辐射功率@@@@ (EIRP)。

EIRP 是@@在@@给定天线增益和@@射频@@子系统@@发射器功率@@的@@情况下@@，天线阵列@@所能辐射的@@最大@@功率@@@@@@。通过@@使@@用@@@@@@ GaN，系统@@设计@@人员可以@@轻松地实现每个@@@@塔的@@@@ 5G 指定@@ EIRP 级@@别@@。此外@@，他们还可以@@使@@用@@@@更少@@、更小@@@@的@@天线来实现这一目标@@，从@@而@@以@@更低@@的@@资本支出更快速@@地进入@@市场@@@@。

比@@较@@ GaN 与@@其他@@@@技术@@@@

尽管@@ GaN 逐渐在@@越来越多的@@市场@@领域@@取代其他@@技术@@@@，但@@仍有一些现有技术@@直接与@@@@ GaN 竞争@@。最后@@，GaN 可为@@@@系统@@设计@@人员和@@设备@@工程师提供@@另一种技术@@选择@@@@，以@@打造一流产品@@@@，同时@@最小@@化系统@@与@@用@@户需求之间的@@权衡@@。

在@@任何射频@@系统@@中@@@@@@，最优技术@@都取决于@@设计@@人员所要实现的@@性能@@@@参数@@。在@@大多数应用@@@@中@@@@@@，技术@@选择@@取决于@@频率@@、功率@@水平@@、效率@@、尺寸@@和@@价格@@。可用@@的@@主要技术@@选项包括@@碳化硅@@@@@@ (SiC) 基@@ GaN、硅@@ (Si) 基@@ GaN、GaAs 和@@ LDMOS。表@@ 1-1 比@@较@@了它们的@@特性及适用@@的@@射频@@应用@@@@@@。

快速浏览此表@@@@，您就会明白为@@什么@@全@@球开始抛弃@@ LDMOS。GaN 可为@@@@进行系统@@开发@@的@@设计@@@@人员提供@@全@@面的@@竞争@@优势@@，满足@@其功率@@@@、宽@@带宽@@@@@@、高@@工作电压和@@高@@散热性能@@@@等@@要求@@@@。

因此@@，许多工程师都想知道@@ GaN 最终是@@否@@会取代@@ LDMOS 等@@技术@@@@。要回答这个@@问题@@，我们先来看看以@@下@@这些@@关键问题@@ ：

» GaN 是@@否@@支持@@现有应用@@@@和@@新应用@@@@@@？

» 它是@@@@否@@易于@@使@@用@@@@@@？是@@否@@提供@@即插即用@@的@@替换@@件@@？

» 它是@@@@与@@当@@前@@技术@@一样@@可靠@@@@，还是@@比@@当@@前@@技术@@更加可靠@@@@？

GaN 已经能够满足@@取代现有技术@@的@@所有@@先决条件@@，尤其是@@@@在@@@@ 5G 等@@新应用@@@@领域@@@@@@。5G 领域@@的@@@@ GaN 已经支持@@更快的@@数据@@传输速度@@、更大的@@射频@@范围@@、更高@@@@的@@温度稳定性@@、较高@@输入@@功率@@水平@@稳定性@@、更小@@@@巧的@@尺寸@@以@@及@@更高@@@@@@效的@@功耗@@@@。

如@@前所述@@，GaN 射频@@系统@@得益于@@其独特的@@材料@@属性@@：宽@@带隙@@、高@@电荷密度@@、高@@电子迁移率@@和@@高@@温耐受性@@。这些@@属性可转化为@@高@@功率@@@@附加效率@@@@ (PAE)、高@@功率@@@@输出@@@@、小@@巧外形@@、宽@@带宽@@@@@@和@@耐用@@性等@@射频@@优势@@。通过@@利用@@@@@@ GaN 的@@高@@@@ PAE 和@@高@@工作电压优点@@@@，系统@@能够以@@更低@@的@@工作电流和@@成本@@运行@@。此外@@，系统@@设计@@人员还可以@@减少系统@@设计@@所需的@@组件@@数量@@@@，从@@而@@节省设计@@时间@@，加快上市步伐@@。除了高@@热导率@@外@@，GaN 还因其低@@辐射灵敏度而@@知名@@。

从@@表@@@@ 1-1 中@@我们可以@@猜测出@@，GaN 的@@制造@@工艺@@主要使@@用@@@@碳化硅@@@@或@@硅@@基@@板@@（分别为@@@@ GaN on SiC 和@@ GaN on Si）。每种@@基@@板都有其自@@己的@@优势@@@@。与@@碳化硅@@@@相比@@@@@@，硅@@基@@板的@@成本@@相对更低@@@@。然而@@@@，从@@许多方面@@来看@@，与@@ GaN on Si 相比@@@@，GaN on SiC 的@@可靠@@性@@@@和@@功率@@性能@@更高@@@@@@，因此@@更具优势@@，如@@图@@@@ 1-2 中@@所示@@@@。这使@@得@@ GaN on SiC 成为@@@@ 5G 电信@@、国防@@、航天@@等@@许多应用@@@@领域@@@@的@@最佳之选@@。

图@@ 1-2 ：GaN on SiC 和@@ GaN on Si 的@@优势@@比@@较@@@@

图@@ 1-2 突出显示了@@ GaN on SiC 和@@ GaN on Si 基@@板之间区别@@。此外@@，我们还发现人造金刚石是@@另一种替代基@@板材料@@@@@@。Si 基@@板的@@成本@@最低@@@@，但@@散热性能@@@@也最低@@@@，而@@金刚石基@@板的@@成本@@最高@@@@，但@@散热性能@@@@最高@@@@。然而@@@@，成本@@和@@散热性能@@@@之间的@@最佳平衡是@@@@ SiC 基@@板材料@@@@。因此@@，SiC 基@@板最常用@@于@@@@高@@功率@@@@@@、高@@效@@率@@的@@应用@@@@@@，尤其是@@@@国防@@和@@基@@础设施@@领域@@@@。

文章@@@@来源@@@@： Qorvo半导体@@

英飞凌@@推出@@全@@新@@EiceDRIVER™ 1EDN71x6G HS 200 V单通道@@门极驱动@@器@@@@@@系列@@产品@@@@@@

judy — Thu, 20 Jan 2022 06:21:48 +0000

最大@@化减少研发和@@成本@@的@@投入@@，以@@及@@确保中@@压氮化镓@@@@（GaN）开关@@的@@稳健和@@高@@效@@运行@@，是@@现代电力电子系统@@设计@@的@@@@几个@@核心要求@@@@。英飞凌@@科技股份公司@@（FSE: IFX / OTCQX: IFNNY）依照其战略性设计@@@@GaN产品@@组合@@，不断加强全@@系统@@解决方案@@@@，推出@@EiceDRIVER™ 1EDN71x6G HS 200V单通道@@门极驱动@@器@@@@@@IC系列@@产品@@@@。新的@@系列@@@@产品@@@@不仅提升@@了@@CoolGaN™肖特基@@栅@@（SG）HEMT的@@性能@@@@，同时@@也可兼容@@其他@@@@GaN HEMT和@@硅@@@@MOSFET。该@@门极驱动@@器@@@@系列@@产品@@@@可广泛应用@@@@于@@@@@@@@ DC-DC转换器@@、电机驱动@@@@器@@、电信@@、服务器@@、机器人@@、无人机@@、电动@@工具和@@@@ D类音频@@放大器等@@领域@@@@。

1EDN71x6G系列@@产品@@@@具有@@@@可选@@上拉和@@下拉驱动@@强度特性@@，无需栅极@@电阻@@即可实现波形和@@开关@@@@速度优化@@，因此@@可使@@功率@@级@@电路@@布局@@面积@@更小@@@@@@，BOM元器件@@@@数量@@更少@@。驱动@@能力最强和@@开关@@@@速度最快的@@的@@驱动@@器@@@@产品@@@@（1EDN7116G）适用@@于@@@@多并联的@@半桥组合电路@@@@。驱动@@能力最小@@和@@开关@@@@速度最慢的@@驱动@@产品@@@@（1EDN7146G）可用@@于@@@@需求@@dv/dt变化缓慢的@@应用@@@@@@，如@@电机驱动@@@@或@@小@@晶片@@@@GaN（高@@RDS(on)、低@@Qg）HEMTs。不仅如@@此@@，每款产品@@都有不同@@的@@消隐时间@@，并与@@最小@@建议死区时间@@、最小@@脉冲宽@@度和@@传播延迟成正比@@@@。

真差分逻辑输入@@@@（TDI）功能不仅可消除低@@边应用@@@@中@@@@由@@于@@@@接地反弹电压而@@造成的@@@@错误触发风险@@，还能让@@1EDN71x6G能够处理高@@边侧应用@@@@@@。此外@@，所有@@系列@@产品@@@@均采用@@@@有源米勒钳位技术@@@@，该@@技术@@有非常强的@@下拉功能@@，可以@@避免感应开启@@。这为@@抵抗栅极@@驱动@@器@@@@回路中@@的@@@@毛刺电压提供@@了@@更强的@@鲁棒性@@，尤其是@@@@在@@@@驱动@@具有@@高@@米勒比@@的@@晶体管@@@@@@时@@。

此外@@，1EDN71x6G提供@@有源自@@举钳位@@，以@@避免在@@死区时间时对自@@举电容@@过度充电@@。这实现了@@自@@举电源@@电压调节@@，无需额外的@@调节电路@@即可对高@@边侧晶体管@@@@的@@栅极@@@@形成保护@@@@。如@@有需要@@（如@@在@@无法完全@@优化@@PCB布局@@的@@情况下@@），该@@产品@@系列@@还可提供@@@@带有@@可调@@负关断电源@@的@@@@可编程电荷泵@@，以@@此取得额外的@@米勒感应导通@@抗扰度@@。

供货情况@@

用@@于@@@@CoolGaN SG HEMT的@@1EDN7116G、1EDN7126G、1EDN7136G和@@1EDN7146G四款@@EiceDRIVER HS 200 V单通道@@栅极@@驱动@@器@@@@@@IC，现在@@@@可在@@@@@@PG-VSON-10套装中@@订购@@。更多相关信息请访问@@@@@@ www.infineon.com/eicedriver-1edn71x6x。

更多与@@英飞凌@@为@@节能所做贡献有关的@@信息请访问@@@@@@： www.infineon.com/green-energy