2022-03-15
文章来源
Macnica Engineer
高效、小型、轻量的新一代功率半导体GaN—英飞凌CoolGaN
近年来,人们对"高效化"、"小型化"的要求日益提高。但是,当今主流的以 Si 为材料的功率器件已接近物理上的极限值,难以进一步改善。在这种背景下,人们对宽禁带半导体(SiC/GaN等)的期待越来越大。英飞凌是唯一一家同时提供硅(Si)、碳化硅(SiC)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和氮化镓(GaN)器件的公司,并拥有独特的市场地位。与硅之类的传统半导体材料相比,本文介绍的氮化镓(GaN)也是宽禁带半导体,可以在更高的电压、频率以及温度条件下工作。
一、英飞凌 CoolGaN 的特点
英飞凌 GaN 和 Si MOSFET 材质的对比
- 击穿场强提高10倍
- 2倍的电子迁移率
- 栅极电荷Qg为1/10
- 输出电荷Qoss为1/10
- 反向恢复电荷Qrr为0※1
- 卧式结构
- ※1Qoss除外
二、SiC 和 GaN 的价值定位
现在备受关注的 SiC 和 GaN 今后在它们的领域会有哪些价值定位呢?
目前 SiC 最受期待的领域是 IGBT 的向上兼容,向更高的电力容量(电流、电压)发展。
GaN 有望通过高速开关为系统的小型化、高效率化做出贡献。
三、目标应用
目前最大限度发挥 GaN 特性而备受期待的应用场景
- 服务器
- 电信
- 无线充电
- 适配器/充电器
- 音频(D类放大器)
2.5kW全桥图腾柱功率因数校正(PFC)演示板
EVAL_2500W_PFC_GAN_A可以评估使用 GaN 的全桥图腾柱PFC。该演示板展示了一个高效的PFC阶段,它利用 Infineon 的 CoolGantm 技术的优势,将系统效率提高到99%以上,用于服务器或电信整流器等效率关键的应用。
四、英飞凌 CoolGaN 产品系列
RDS(on) max. | DSO-20-85 Bottom-side cooling | DSO-20-87 Top-side cooling | HSOF-8-3 (TO-leadless) | DFN 8x8 |
---|---|---|---|---|
35mΩ | IGO60R035D1 | IGOT60R035D1 | IGT60R035D1 | |
70 mΩ | IGO60R070D1 | IGOT60R070D1 | IGT60R070D1 | IGLD60R070D1 |
190 mΩ | IGT60R190D1S* | IGLD60R190D1 | ||
IGT60R190D1 | ||||
340 mΩ | IGLD60R340D1 | |||
* 标准等级 |
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