一系列采用新一代H2技術(shù)的全新高壓氮化鎵場效應(yīng)管解析

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如氮化鎵場效應(yīng)管。

半導(dǎo)體基礎(chǔ)元器件生產(chǎn)領(lǐng)域的高產(chǎn)能生產(chǎn)專家Nexperia宣布推出一系列采用新一代H2技術(shù)的全新高壓氮化鎵場效應(yīng)管。新器件包含兩種封裝，TO-247 和Nexperia專有的CCPAK。兩者均實(shí)現(xiàn)了更出色的開關(guān)和導(dǎo)通性能，并具有更好的穩(wěn)定性。由于采用了級聯(lián)結(jié)構(gòu)并優(yōu)化了器件相關(guān)參數(shù)，Nexperia的氮化鎵場效應(yīng)管無需復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)和控制，應(yīng)用設(shè)計(jì)大為簡化;使用標(biāo)準(zhǔn)的硅MOSFET 驅(qū)動(dòng)器也可以很容易地驅(qū)動(dòng)它們。

氮化鎵被譽(yù)為最新一代的半導(dǎo)體材料，發(fā)展和應(yīng)用的潛力巨大。氮化鎵比硅禁帶寬度大3倍，擊穿場強(qiáng)高10倍，飽和電子遷移速度大3倍，熱導(dǎo)率高2倍。這些性能提升帶來的一些優(yōu)勢就是氮化鎵比硅更適合做大功率高頻的功率器件，同時(shí)體積還更小，功率密度還更大。

新的氮化鎵技術(shù)采用了貫穿外延層的過孔，減少了缺陷并且芯片尺寸可縮小約24%。TO-247 封裝的新器件，導(dǎo)通電阻RDS(on)降低到僅 41mΩ(最大值，25℃的典型值為 35mΩ)，同時(shí)具有高的柵級閥值電壓和低反向?qū)妷?。CCPAK封裝的新器件，將導(dǎo)通電阻值進(jìn)一步降低到39mΩ(最大值，25℃的典型值為 33mΩ)。兩種封裝的新器件均符合 AEC-Q101 標(biāo)準(zhǔn)，可滿足汽車應(yīng)用的要求。

一個(gè)更加直觀的例子是，假如所有電器都換成氮化鎵材質(zhì)，整體用電量將會(huì)減少20%。

Nexperia氮化鎵戰(zhàn)略營銷總監(jiān) Dilder Chowdhury表示：“客戶需要導(dǎo)通電阻RDS(on)為30~40m?的650V新器件，以便實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的高功率轉(zhuǎn)換。相關(guān)的應(yīng)用包括電動(dòng)汽車的車載充電器、高壓DC-DC直流轉(zhuǎn)換器和發(fā)動(dòng)機(jī)牽引逆變器; 以及1.5~5kW鈦金級的工業(yè)電源，比如：機(jī)架裝配的電信設(shè)備、5G設(shè)備和數(shù)據(jù)中心相關(guān)設(shè)備。Nexperia持續(xù)投資氮化鎵開發(fā)，并采用新技術(shù)擴(kuò)充產(chǎn)品組合。首先為功率模塊制造商提供了傳統(tǒng)的 TO-247封裝器件和裸芯片，并隨后提供我們高性能的CCPAK 貼片封裝的器件。”

但是氮化鎵不同于硅等前代半導(dǎo)體材料，它不存在于自然界中，只能通過人工合成，研發(fā)及商用成本更高，一片五厘米大小的氮化鎵片售價(jià)就超過了2萬元。

Nexperia 的 CCPAK貼片封裝采用了創(chuàng)新的銅夾片封裝技術(shù)來代替內(nèi)部的封裝引線。這樣可以減少寄生損耗，優(yōu)化電氣和熱性能，并提高可靠性。CCPAK封裝的氮化鎵器件提供頂部或底部散熱兩種配置，使其更通用，并有助于進(jìn)一步改善散熱。

在研究設(shè)計(jì)過程中，一定會(huì)有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。