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ROHM确定网极耐压8V的150V GaN HEMT量产体制
(2024年6月26日更新)

世界知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)已确立150V耐压GaN HEMT*1“GNE10xxTB系列(GNE1040TB)量产系统,本系列产品的栅极耐压(栅极-源极间额定电压)*2高达8V,电源电路非常适用于基站、数据中心等工业设备和各种物联网通信设备。

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一般而言,GaN该装置具有优异的低导电阻和高速开关性能,因此作为一种有助于降低各种电源功耗、实现外围部件小型化的装置,备受期待。但其栅极耐压性很低,开关工作时设备可靠性存在问题。针对这一课题,ROHM新产品成功地将栅极-源极间额定电压从间额定电压从常规6V提高到了8V。这样,即使在开关工作过程中产生超过6个V的过冲电压*3.设备不会变质,有助于提高电源电路的设计裕度和可靠性。此外,该系列产品采用通用包装,支持大电流,散热性好,使安装过程更容易操作。

新产品于2022年3月开始量产,前期工艺生产基地为ROHM Hamamatsu Co., Ltd.(日本滨松市)后期工序的生产基地是ROHM Co., Ltd.(日本京都市)。

ROHM它将有助于节能和小型化GaN设备产品阵容命名为EcoGaN一直致力于进一步提高设备的性能。ROHM将继续发展融入Nano Pulse Control”*4.控制模拟电源技术IC及其模块可以更大程度地提供GaN设备性能的电源解决方案有助于社会的可持续发展。

古古屋大学研究生院工学研究科研究科研究科 山本真义教授说:今年,日本经济产业省制定了到2030年新建数据中心节能30%的目标,距离实现目标还有不到10年。但这些产品的性能不仅涉及到节能,还涉及到社会基础设施的坚固性和稳定性。针对未来的社会需求,ROHM开发了新的GaN该装置不仅更节能,而且网极耐压性高达8V,能保证坚固性和稳定性。从这一系列产品开始,ROHM模拟电源技术通过整合其引以为豪的模拟电源技术Nano Pulse Control不断提高各种电源的效率,应在不久的将来掀起一股巨大的技术浪潮,推动实现2040年半导体和信息通信行业碳中和的目标。”



开发背景>

近年来,由于服务器系统等领域IoT随着对设备需求的不断增加,功率转换效率的提高和设备的小型化已成为重要的社会课题之一,需要不断优化功率元件。ROHM大力推进行业先进SiC在开发和批量生产各种具有优势的硅元件和组件的同时,一直致力于在中等耐压范围内具有优异的高频工作性能GaN该设备的开发旨在为各种应用程序提供更广泛的电源解决方案。

<什么是EcoGaN>

EcoGaN通过更大程度的优化GaN低导电阻和高速开关性能有助于应用产品进一步节能小型化ROHM GaN该系列产品有助于应用产品进一步降低功耗,实现外围部件的小型化,减少设计时间和部件数量。

?EcoGaN是ROHM Co., Ltd.的商标。

>新产品的特点

1. 采用ROHM将栅极自有结构-极间额定电压升高8V

普通的耐压200V以下的GaN结构上栅极驱动电压为5V,其栅极-源极间额定电压为6V,电压裕度很小,只有1V。一旦超过设备的额定电压,可能会出现可靠性问题,如劣化和损坏,这需要高精度控制栅极驱动电压。因此,这已成为一个障碍GaN设备普及的主要瓶颈。

针对本课题,采用新产品ROHM自有结构成功地将栅极-源极间的额定电压从常规的6V提升到行业超高8V。这进一步扩大了设备工作时的电压裕度,即使在开关工作过程中产生超过6个V过冲电压,设备不会恶化,有助于提高电源电路的可靠性。

2. 包装支持大电流,散热性好

新产品采用的包装形式支持大电流,散热性能优异,在可靠性和安装性方面具有优异的实际应用记录,通用性强,使安装过程更容易操作。此外,通过铜片键合包装技术,寄生电感值比以往包装降低55%,从而在设计可能高频工作的电路时更大程度地发挥设备的性能。

3. 高频段的电源效率高达96.5%以上

新产品通过扩大栅极-源极间额定电压和低电感包装,即使在1MHz高频段也能达到96.5%以上的高效率,有助于提高电源设备的效率,进一步实现小型化。



应用示例>

?48个数据中心和基站V输入降压转换器电路

?基站功率放大器单元升压转换器电路

?LiDAR无线充电电路驱动电路和便携式设备

?D类音频放大器


电路示例>



产品阵容>


术语解释>

*1) GaN HEMT

GaN(氮化镓)是一种用于新一代功率元件的化合物半导体材料。与普通半导体材料硅相比,具有更好的物理性能,其高频特性的应用开始增加。

HEMonsemi代理T是High Electron Mobility Transistor英文首字母缩写(高电子迁移率晶体管)。

*2) 栅极-源极间额定电压(栅极耐压)

最大电压可施加在栅极和源极之间。工作所需的电压称为驱动电压GaN HEMT将处于ON状态。

*3) 过冲电压

开关ON/OFF产生超过规定电压值的电压。

*4) Nano Pulse Control

电源中的超高速脉冲控制技术IC中实现纳秒(ns)级开关导通时间(电源IC脉冲宽度的控制)使过去必须有两个以上的电源IC从高电压到低电压完成的电压转换仅由一个电源完成IC可以实现。

?Nano Pulse Control是ROHM Co., Ltd.商标或注册商标。


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