欧宝娱乐平台网站:氮化镓功率技能大热Transphorm立异HEMT结构“剑走偏锋”高压器材
作者:欧宝娱乐下载平台} 发布时间:2022-08-12 01:37:37

  氮化镓功率技能大热,Transphorm立异HEMT结构“剑走偏锋”高压器材

  氮化镓技能因其在低功耗、小尺度等特性规划上的共同优势和成熟规模化的生产能力,近年来在功率器材商场大受欢迎。在前不久举行的EEVIA第五届ICT技能趋势论坛上,这个主题遭到国内媒体的团体“围观”。富士通电子元器材高档商场司理蔡振宇(Eric)的“氮化镓产品首要的运用场景和未来的趋势”主题共享,将富士通电子旗下署理产品线Transphorm公司共同GaN技能和产品计划第一次带到我国媒体面前,选用立异的Cascode结构的HEMT高压产品让Transphorm在氮化镓功率表技能领域剑走偏锋,成为该阵营的领头羊。

  最近一年多以来,一个我国工程师和媒体社群很少听到的品牌——美国Transphorm公司——以一种“稳秘形式”异军突起,已成为电子动力转化职业开发与供给GaN处理计划事务的世界公认领导厂商。据Eric介绍,根据闻名投资公司的资金支撑(其间包含富士通、谷歌风投、索罗斯基金办理公司以及量子战略合作伙伴赞助等),Transphorm成为了一家快速成长的公司,尤其是在高压GaN处理计划方面是世界公认的领导者,Transphorm努力完成高效且紧凑的电源转化。

  “事实上,Transphorm现已是GaN技能的职业‘老兵’。”Eric指出,“Transphorm创始人与中心工程团队在电源和GaN半导体方面,有超越20年的直接经历和领先位置。”据悉,自1994年以来,Transphorm的团队现已首先推出了最早的GaN晶体管的开发,几经兼并后的团队带来了杰出的笔直整合经历,其间包含GaN资料和器材、制作与测验、牢靠性和运用工程,以及制作和电力职业常识。“这种笔直专业技能确保了能够以最快的速度呼应客户的需求,并且确保了重要的常识产权位置,一起还供给契合客户的要求专用电源处理计划。”Eric表明。

  Transphorm公司的GaN专业常识和笔直整合使其能够快速开宣布高功能、牢靠并且微弱的产品。Transphorm是重要战略性常识产权的草创者,具有超越400项世界专利,包含收买富士通的功率GaN规划、开发和常识产权财物。Transphorm的专利完成了成功将GaN商业化的方方面面,包含资料成长、器材结构、器材制作办法、电路的运用、架构和封装等。

  据Eric介绍,TransphormHEMT氮化镓产品的共同性源于其共同的产品内部结构。从半导体的结构来看,HEMT氮化镓产品跟一般MOSFET不相同,电流是横向流,它是在硅的衬底上面长出氮化镓,它是S极笔直往上的,上面是S极流到D极,与传统的MOS管活动不相同。

  现在一切的产品在技能和研制上有两个方向,一个是上电的管子是关着的,还有一种是上电今后管子是翻开的。根本上前面的产品是没有办法用的,由于一上电管子就关了。“有友商在第一个管子上面人为地做成Normallyoff(常关)。但随着时刻的推移,本来5伏能够翻开,渐渐时刻久了或许6伏才干翻开。”Eric指出,“对这个问题,Transphorm给出了处理办法——经过添加一个低压MOS管,这个结构便是前面说到的Cascode结构,用常开的产品完成常闭产品相同的功能。”

  据Eric解说,此结构的长处首先是它的阈值十分稳定地设定在2V,即给5伏就能够彻底翻开,一旦到0V会彻底封闭。并且这个结构还带来另一个优势:氮化镓的驱动和现在的硅基是兼容的,能够无缝地连接到氮化镓的功率器材上,没有必要改成新的结构。这为工程师规划会带来一些便当,GaN横向结构没有寄生二极管更小的反向恢复损耗和器材高牢靠性,

  GaN是常开器材Vgs为负压时关断,实际上Transphorm在GaN上串联一个30V的SiMOS处理0V关断5V导通的问题。

  HEMT结构的氮化镓产品的确有许多共同的优势,但究竟好到什么程度呢?能不能对其与首要的竞赛产品进行特性比照?Eric给出了一组数据——Transphorm找了一个商场上比较盛行的某友商的产品进行了要害参数比照:该厂商的正导游通所需的栅极电荷是44,而Transphorm是6.2,约七分之一;友商产品的QRR一般是5300,Transphorm是54,只约为其1%。

  立异的结构规划让HEMTGaN功率器材能够在极高的dv/dt(100V/NS)条件下进行开关,一起具有低振铃和小反向恢复。清洁和快速过渡大大下降开关损耗,然后进步了高频运用中的功率,经过运用较小的磁性元件,可完成更高的功率密度。尤其是Transphorm公司600V的GaN功率晶体管的推出,使得之前不切实际的十分规电路能够得以完成。此外,来自这些高功能GaN-on-SiHEMT的同步低导通电阻和低反向恢复电荷,具有低共模EMI的超卓特性,这种根据GaN的PFC具有最小数字的快速功率器材,并且为主电流供给最小阻抗的途径,能够完成从230Vac到400Vdc电源改换到达99%的功率。

  在讲演现场,富士通电子展现了两款根据HEMT器材的电源模块计划。“咱们的PFC+LLC电源与相似的竞赛计划比较,电路板尺度能够减缩45%,在满载和10%的负载下,咱们能够别离进步1.7%和3%的功率。关于许多功率要求严苛的运用来说,这是一个十分大的提高。”Eric指出。

  “虽然功能参数很不错,但作为体系的‘心脏’,电源模块的规划工程师一般仍是很慎重的,究竟怎样确保你这个结构的产品牢靠性呢?”在听完Eric的介绍后,现场与会工程师对HEMT氮化镓产品的功能产生了极高的重视,但也有部分人提出相似的顾忌。“这的确是个很重要的问题,但工程师能够十分定心挑选HEMT功率处理计划,咱们600V的氮化镓产品是第一个也是现在仅有一个经过JEDEC业界认证的氮化镓产品。”Eric介绍道。

  据Eric介绍,要经过这个认证,需求经过一系列的严厉测验,比方高、低温测验、高湿测验。每个测验项要经过77个产品的检测,放在三个不同的当地做这些不同的测验,并且有必要是悉数231颗芯片彻底没有问题才干经过该认证。“牢靠性是电源工程师十分重要的目标。咱们做了那么多试验都彻底没有问题,所以咱们产品的牢靠性也获得了全球客户的信任。”Eric对现场工程师和媒体表明。

  事实上,Transphorm现已施行了美国最先进的质量办理体系,并经过了ISO9001:2008认证,一切产品均契合JEDEC规范JESD47。作为仅有一家经过JEDEC认证的氮化镓产品,Transphorm展现了高电压GaN功率器材固有的生命周期功能,电场和温度加快测验现已证明了在600V(HVOS测验超越1,000伏,150°C)条件下超越1,000万个小时的续航时刻,以及在200°C的结温条件下,超越1,000万小时的寿数。

  Transphorm根据根本开展路线图进行开发,首先是合格的600V器材和1000V器材。Transphorm的研讨和开发还在持续,现在推出了600V的扩展系列,选用更低的R(ON)设备和高功率封装(含模块),然后是继150V器材之后的1200V器材。据Eric泄漏,今年会推出900V和1200V的产品,低压方面会供给150V的产品。据悉,未来Transphorm还将推出替代Cascode的E-Mode立异结构技能,将会把当时结构中存在的不利因素处理掉,完成更杰出的功率器材功能。将供给更大功率的产品,从2014年推出第一颗TO240,电流从30、40,逐渐往60、70、80的方向开展。