寬禁帶技術(shù) – 下一代功率器件

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的收緊和政府法規(guī)的改變是使產(chǎn)品能效更高的關(guān)鍵推動(dòng)因素。例如，數(shù)據(jù)中心正在成倍增長(zhǎng)以滿足需求。它們使用的電力約占世界總電力供應(yīng)(400千瓦時(shí))的3%，占溫室氣體排放總量的2%。航空業(yè)的碳排放量也一樣。隨著對(duì)能源的巨大需求，各國(guó)政府正在采取更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和新的監(jiān)管措施，以確保所有依賴能源的產(chǎn)品都需具有最高能效。

同時(shí)，我們看到對(duì)更高功率密度和更小空間的要求。電動(dòng)汽車正盡量減輕重量和提高能效，從而支持每次充電能續(xù)航更遠(yuǎn)的里程。車載充電器(OBC)和牽引逆變器現(xiàn)在正使用寬禁帶(WBG)產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)是寬禁帶材料，提供下一代功率器件的基礎(chǔ)。與硅相比，SiC和GaN需要高3倍的能量才能使電子開(kāi)始在材料中自由移動(dòng)。因而具有比硅更佳的特性和性能。

一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是大大減少開(kāi)關(guān)損耗。首先，這意味著器件運(yùn)行更不易發(fā)熱。這有益于整個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)榭蓽p少散熱器的大小(和成本)。其次是提高開(kāi)關(guān)速度。設(shè)計(jì)人員現(xiàn)可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越硅MOSFET或IGBT的物理極限。這使得系統(tǒng)可減少無(wú)源器件，如變壓器、電感和電容器。因此，WBG方案可提高系統(tǒng)能效，減小體積和器件成本，同時(shí)提高功率密度。

碳化硅二極管廣泛用于能效至關(guān)重要的各種PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。而且更易于處理電磁干擾(EMI)，因其極快的反向恢復(fù)速度。安森美半導(dǎo)體擁有完整的650 V和1200 V SiC二極管產(chǎn)品陣容，涵蓋單相和多相應(yīng)用的所有功率范圍。同時(shí)，我們將于2018年晚些時(shí)候推出的1200 V MOSFET，將提供最高的性能及極佳的強(qiáng)固性和高可靠性。安森美半導(dǎo)體提供一種專利的終端結(jié)構(gòu)，確保同類最佳的強(qiáng)固性和不會(huì)因濕度影響導(dǎo)致相關(guān)的故障。

GaN現(xiàn)在越來(lái)越為市場(chǎng)所接受。這有過(guò)幾次技術(shù)迭代，從“D-Mode”到Cascode，和現(xiàn)在最終的“E-Mode”(常關(guān)型)器件。GaN是一種超快的器件，需要重點(diǎn)關(guān)注PCB布板和優(yōu)化門極驅(qū)動(dòng)。我們現(xiàn)在看到設(shè)計(jì)人員了解如何使用GaN，并看到與硅相比的巨大優(yōu)勢(shì)。我們正與領(lǐng)先的工業(yè)和汽車伙伴合作，為下一代系統(tǒng)如服務(wù)器電源、旅行適配器和車載充電器提供最高的功率密度和能效。由于GaN是非常新的技術(shù)，安森美半導(dǎo)體將確保額外的篩檢技術(shù)和針對(duì)GaN的測(cè)試，以提供市場(chǎng)上最高質(zhì)量的產(chǎn)品。