面向汽車和工業(yè)應(yīng)用的下一代650V和600V氮化鎵（GaN）場效應(yīng)晶體管

隨著社會的快速發(fā)展，我們的氮化鎵(GaN)場效應(yīng)晶體管(FET)也在快速發(fā)展，那么你知道氮化鎵(GaN)場效應(yīng)晶體管(FET)的詳細(xì)資料解析嗎?接下來讓小編帶領(lǐng)大家來詳細(xì)地了解有關(guān)的知識。

德州儀器(TI)推出了面向汽車和工業(yè)應(yīng)用的下一代650V和600V氮化鎵(GaN)場效應(yīng)晶體管(FET)，進(jìn)一步豐富拓展了其高壓電源管理產(chǎn)品線。與現(xiàn)有解決方案相比，新的GaNFET系列采用快速切換的2.2MHz集成柵極驅(qū)動器，可幫助工程師提供兩倍的功率密度和高達(dá)99%的效率，并將電源磁性器件的尺寸減少59%。TI利用其獨(dú)有的GaN材料和在硅(Si)基氮化鎵襯底上的加工能力開發(fā)了新型FET，與碳化硅(SiC)等同類襯底材料相比，更具成本和供應(yīng)鏈優(yōu)勢。

德州儀器的 GaN FET 器件系列產(chǎn)品通過集成獨(dú)特的功能和保護(hù)特性，來實(shí)現(xiàn)簡化設(shè)計(jì)，達(dá)到更高的系統(tǒng)可靠性和優(yōu)化高壓電源的性能，為傳統(tǒng)級聯(lián)和獨(dú)立的 GaN FET 提供了智能替代解決方案。

StrategyAnalyTIcs的動力總成、車身、底盤和安全服務(wù)總監(jiān)AsifAnwar表示：“GaN等寬帶隙半導(dǎo)體技術(shù)無疑為電力電子設(shè)備(尤其是高壓系統(tǒng))帶來了更穩(wěn)定的性能。德州儀器歷經(jīng)十多年的投資和開發(fā)，提供了獨(dú)有的整體解決方案——將內(nèi)部硅基氮化鎵(GaN-on-Si)器件的生產(chǎn)、封裝與優(yōu)化的硅基驅(qū)動器技術(shù)相結(jié)合，從而能在新應(yīng)用中成功采用GaN?！?

更小、更有效的解決方案：與硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)相比，德州儀器的集成 GaN 功率級可將功率密度提高一倍，并將損耗降低 80%。每個器件都具有快速的 1MHz 開關(guān)頻率和高達(dá) 100V/ns 的壓擺率。

德州儀器高壓電源解決方案副總裁SteveLambouses表示：“工業(yè)和汽車應(yīng)用日益需要在更小的空間內(nèi)提供更多的電力，設(shè)計(jì)人員必須提供能在終端設(shè)備長久的生命周期內(nèi)可靠運(yùn)行的電源管理系統(tǒng)。憑借超過4，000萬個小時的器件可靠性測試和超過5GWh的功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用測試，TI的GaN技術(shù)為工程師提供了能滿足任何市場需求的可靠的全生命周期保障?！?

系統(tǒng)可靠性：本產(chǎn)品組合接受了 2000 萬小時的設(shè)備可靠性測試，包括加速和應(yīng)用內(nèi)硬開關(guān)測試。此外，每個器件均提供集成的散熱和高速、100ns 過流保護(hù)，以防止直通和短路情況。

以更少的器件實(shí)現(xiàn)翻倍的功率密度

在高電壓、高密度應(yīng)用中，電路板空間最小化是設(shè)計(jì)中的重要目標(biāo)。隨著電子系統(tǒng)變得越來越小，其內(nèi)部組件也必須不斷縮小并更加緊湊。TI的新型GaNFET集成了快速開關(guān)驅(qū)動器以及內(nèi)部保護(hù)和溫度感應(yīng)功能，使工程師能夠在電源管理設(shè)計(jì)中減小電路板尺寸、降低功耗的同時實(shí)現(xiàn)高性能。這種集成再加上TIGaN技術(shù)的高功率密度，使工程師能夠在通常的離散解決方案中減少10多個組件。此外，在半橋配置中應(yīng)用時，每個新型30mΩFET均可支持高達(dá)4kW的功率轉(zhuǎn)換。

每個功率級的設(shè)備：50mΩ或 70mΩ條件下，本產(chǎn)品組合中的每個器件均提供一個 GaN FET、驅(qū)動器并提供保護(hù)功能，可為低于 100W 至 10kW 的應(yīng)用提供單芯片解決方案。

創(chuàng)造TI更高功率因數(shù)校正(PFC)效率

GaN具有快速開關(guān)的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)更小、更輕、更高效的電源系統(tǒng)。在過去，要獲得快速的開關(guān)性能，就會有更高的功率損耗。為了避免這種不利后果，新型GaNFET采用了TI的智能死區(qū)自適應(yīng)功能，以減少功率損耗。例如，在PFC中，智能死區(qū)自適應(yīng)功能與分立式GaN和SiC金屬氧化物硅FET(MOSFET)相比，可將第三象限損耗降低多達(dá)66%。智能死區(qū)自適應(yīng)功能也消除了控制自適應(yīng)死區(qū)時間的必要，從而降低了固件復(fù)雜性和開發(fā)時長。更多信息請閱讀應(yīng)用說明“通過智能死區(qū)自適應(yīng)功能實(shí)現(xiàn)GaN性能最大化”。

通過集成的<100ns 電流限制和過溫檢測，器件可防止意外的直通事件并防止熱失控，同時系統(tǒng)接口信號可實(shí)現(xiàn)自我監(jiān)控功能。

更大限度提高熱性能

采用TIGaNFET的封裝產(chǎn)品，其熱阻抗比性能最接近的同類產(chǎn)品還要低23%，因此可使工程師使用更小的散熱器，同時簡化散熱設(shè)計(jì)。無論應(yīng)用場景如何，這些新器件均可提供更大的散熱設(shè)計(jì)靈活性，并可選擇底部或頂部冷卻封裝。此外，F(xiàn)ET集成的數(shù)字溫度報(bào)告功能還可實(shí)現(xiàn)有源電源管理，從而使工程師能在多變的負(fù)載和工作條件下優(yōu)化系統(tǒng)的熱性能。

以上就是氮化鎵(GaN)場效應(yīng)晶體管(FET)的有關(guān)知識的詳細(xì)解析，需要大家不斷在實(shí)際中積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品，為我們的社會更好地發(fā)展。