全球知(zhī)名半導體(tǐ)制造商(shāng)ROHM(總部位于日本京都市)面向以工(gōng)業設備和通信設備爲首的各種電(diàn)源電(diàn)路,開(kāi)發出針對150V耐壓GaN HEMT*1(以下(xià)稱“GaN器件”)的、高達8V的栅極耐壓(栅極-源極間額定電(diàn)壓)*2技術。
ROHM一(yī)直在大(dà)力推動業内先進的SiC元器件和各種具有優勢的矽元器件的開(kāi)發與量産,以及在中(zhōng)等耐壓範圍具有出色的高頻(pín)工(gōng)作性能的GaN器件的開(kāi)發。此次,ROHM就現有GaN器件長期存在的課題開(kāi)發出可以提高栅極-源極間額定電(diàn)壓的技術,能夠爲各種應用提供更廣泛的電(diàn)源解決方案。
與矽器件相比,GaN器件具有更低的導通電(diàn)阻值和更優異的高速開(kāi)關性能,因而在基站和數據中(zhōng)心等領域作爲有助于降低各種開(kāi)關電(diàn)源的功耗并實現小(xiǎo)型化的器件被寄予厚望。然而,GaN器件的栅極-源極間額定電(diàn)壓較低,在開(kāi)關工(gōng)作期間可能會發生(shēng)超過額定值的過沖電(diàn)壓,所以在産品可靠性方面一(yī)直存在很大(dà)的問題。
在這種背景下(xià),ROHM利用自有的結構,成功地将栅極-源極間額定電(diàn)壓從常規的6V提高到了8V,這将有助于提高采用高效率的GaN器件的電(diàn)源電(diàn)路的設計裕度和可靠性。此外(wài),還配合本技術開(kāi)發出一(yī)種專用封裝,采用這種封裝不僅可以通過更低的寄生(shēng)電(diàn)感更好地發揮出器件的性能,還使産品更易于在電(diàn)路闆上安裝并具有更出色散熱性,從而可以使現有矽器件的替換和安裝工(gōng)序中(zhōng)的操作更輕松。
未來,ROHM将加快使用該技術的GaN器件開(kāi)發速度,預計于2021年9月即可開(kāi)始提供産品樣品。
ROHM即将推出的目前正在開(kāi)發中(zhōng)的GaN器件具有以下(xià)特點:
普通的耐壓200V以下(xià)的GaN器件的栅極驅動電(diàn)壓爲5V,而其栅極-源極間額定電(diàn)壓爲6V,其電(diàn)壓裕度非常小(xiǎo),隻有1V。一(yī)旦超過器件的額定電(diàn)壓,就可能會發生(shēng)劣化和損壞等可靠性方面的問題,這就需要對栅極驅動電(diàn)壓進行高精度的控制,因此,這已成爲阻礙GaN器件普及的重大(dà)瓶頸問題。
針對這種課題,ROHM通過采用自有的結構,成功地将栅極-源極間的額定電(diàn)壓從常規的6V提高到了業内超高的8V。這使器件工(gōng)作時的電(diàn)壓裕度達到普通産品的三倍,在開(kāi)關工(gōng)作過程中(zhōng)即使産生(shēng)了超過6V的過沖電(diàn)壓,器件也不會劣化,從而有助于提高電(diàn)源電(diàn)路的可靠性。
該GaN器件所采用的封裝形式,具有出色的散熱性能且通用性非常好,在可靠性和可安裝性方面已擁有可靠的實際應用記錄,因此,将使現有矽器件的替換工(gōng)作和安裝工(gōng)序中(zhōng)的操作更加容易。此外(wài),通過采用銅片鍵合封裝技術,使寄生(shēng)電(diàn)感值相比以往封裝降低了55%,從而在設計可能會高頻(pín)工(gōng)作的電(diàn)路時,可以更大(dà)程度地發揮出器件的性能。
該GaN器件不僅提高了栅極-源極間額定電(diàn)壓并采用了低電(diàn)感封裝,還能夠更大(dà)程度地發揮出器件的性能,與矽器件相比,開(kāi)關損耗可降低約65%。
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