一系列采用新一代H2技術的全新高壓氮化鎵場效應管解析
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,比如氮化鎵場效應管。
半導體基礎元器件生產(chǎn)領域的高產(chǎn)能生產(chǎn)專家Nexperia宣布推出一系列采用新一代H2技術的全新高壓氮化鎵場效應管。新器件包含兩種封裝,TO-247 和Nexperia專有的CCPAK。兩者均實現(xiàn)了更出色的開關和導通性能,并具有更好的穩(wěn)定性。由于采用了級聯(lián)結構并優(yōu)化了器件相關參數(shù),Nexperia的氮化鎵場效應管無需復雜的驅動和控制,應用設計大為簡化;使用標準的硅MOSFET 驅動器也可以很容易地驅動它們。
氮化鎵被譽為最新一代的半導體材料,發(fā)展和應用的潛力巨大。氮化鎵比硅禁帶寬度大3倍,擊穿場強高10倍,飽和電子遷移速度大3倍,熱導率高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,同時體積還更小,功率密度還更大。
新的氮化鎵技術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,導通電阻RDS(on)降低到僅 41mΩ(最大值,25℃的典型值為 35mΩ),同時具有高的柵級閥值電壓和低反向導通電壓。CCPAK封裝的新器件,將導通電阻值進一步降低到39mΩ(最大值,25℃的典型值為 33mΩ)。兩種封裝的新器件均符合 AEC-Q101 標準,可滿足汽車應用的要求。
一個更加直觀的例子是,假如所有電器都換成氮化鎵材質,整體用電量將會減少20%。
Nexperia氮化鎵戰(zhàn)略營銷總監(jiān) Dilder Chowdhury表示:“客戶需要導通電阻RDS(on)為30~40m?的650V新器件,以便實現(xiàn)經(jīng)濟高效的高功率轉換。相關的應用包括電動汽車的車載充電器、高壓DC-DC直流轉換器和發(fā)動機牽引逆變器; 以及1.5~5kW鈦金級的工業(yè)電源,比如:機架裝配的電信設備、5G設備和數(shù)據(jù)中心相關設備。Nexperia持續(xù)投資氮化鎵開發(fā),并采用新技術擴充產(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來代替內部的封裝引線。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,并有助于進一步改善散熱。
在研究設計過程中,一定會有這樣或著那樣的問題,這就需要我們的科研工作者在設計過程中不斷總結經(jīng)驗,這樣才能促進產(chǎn)品的不斷革新。