新器件在通態(tài)電阻方面提供了出色的性能，并通過(guò)級(jí)聯(lián)配置簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，從而消除了對(duì)驅(qū)動(dòng)器和控制的需求。

 

“我們發(fā)現(xiàn)機(jī)架式電源對(duì)電信服務(wù)器有吸引力。即使在5g數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)場(chǎng)也需要越來(lái)越高的效率，當(dāng)然所有輸出范圍的效率都超過(guò)90%，你將進(jìn)入鈦級(jí)。Nexperia總經(jīng)理MichaelLegoff說(shuō)：“這也是我們發(fā)現(xiàn)對(duì)我們的產(chǎn)品組合的需求量更大的地方。

 

汽車(chē)制造商和其他系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者正在更高的溫度下工作，并越來(lái)越追求更高的效率——無(wú)論是小型化、性能、監(jiān)管還是其他原因。針對(duì)汽車(chē)、通信基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)器市場(chǎng)，新型1-3a硅鍺整流器在LED照明、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元或燃油噴射等高溫應(yīng)用中特別有利。

 

“在理想的世界里，設(shè)計(jì)師會(huì)使用肖特基二極管，因?yàn)樗鼈冃屎芨?，正向電壓很低?a target="_blank" style="text-decoration:none;" >開(kāi)關(guān)速度很快；它們的問(wèn)題是，首先，它們不適用于這樣高的電壓。Nexperia的產(chǎn)品經(jīng)理Jan Fischer說(shuō)：“所以，對(duì)于電壓來(lái)說(shuō)，它們不那么容易找到，比如說(shuō)150或200伏，因?yàn)樗鼈冏兊梅浅５托?，而且，它們的熱穩(wěn)定性也不那么穩(wěn)定。”

 

他接著說(shuō)，“當(dāng)你在非常高的溫度下操作它們時(shí)，它們往往會(huì)產(chǎn)生一種叫做熱失控的效應(yīng)。這就是為什么，對(duì)于對(duì)泄漏電流非常敏感的高溫應(yīng)用，我們的客戶(hù)通常使用pn整流器，但這些整流器的效率并不高，因?yàn)樗鼈兙哂蟹浅８叩恼螂妷汉透叩膫鲗?dǎo)損耗。我們相信硅鍺整流器可以將兩個(gè)世界的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，因?yàn)樗鼈兲峁┬ぬ鼗O管那樣的低Vf和pn整流器的熱穩(wěn)定性。”

 

GaN Nexperia解決方案

 

GaN晶體管比硅mosfet快得多，體積小得多。GaN的性能表明，效率和性能有了顯著的提高，導(dǎo)致了一些新的應(yīng)用，這是硅技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

 

新的GaN技術(shù)通過(guò)epi通孔使用，減少缺陷和模具尺寸約24%。無(wú)線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)（on）也減少到只有41 mΩ（最大35 mΩ典型值。在25°C時(shí)），在傳統(tǒng)TO-247中初次釋放。降低值將進(jìn)一步增加，達(dá)到39 mΩ（最大值，33 mΩ典型值。在25°C時(shí)）使用CCPAK表面安裝型。由于這些部件被配置為級(jí)聯(lián)器件，因此使用標(biāo)準(zhǔn)的Si-MOSFET驅(qū)動(dòng)器也很容易驅(qū)動(dòng)它們。CCPAK表面安裝版本，GAN039，將通過(guò)AEC-Q101汽車(chē)應(yīng)用。

 

“它還允許我們改進(jìn)RDS（on）級(jí)別，但仍然使用相同的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)。我們看到動(dòng)態(tài)特性提高了15%。這兩個(gè)產(chǎn)品將發(fā)布在新一代技術(shù)，其中工藝已經(jīng)批準(zhǔn)是在一個(gè)TO247封裝，給你約41兆歐的RDS（開(kāi)），我們認(rèn)為CCPAK將成為業(yè)界領(lǐng)先的表面貼裝設(shè)備。

 

CCPAK表面安裝采用創(chuàng)新和成熟的銅線夾封裝技術(shù)來(lái)取代內(nèi)部連接線。這降低了寄生損耗，優(yōu)化了電氣和熱性能，提高了可靠性：降低了3倍的寄生電感，降低了開(kāi)關(guān)損耗和電磁干擾，與線焊解決方案相比，可靠性更高。

 

圖1:Nexperia的解決方案

 

CCPAK-GaN場(chǎng)效應(yīng)晶體管有頂部或底部冷卻結(jié)構(gòu)。

 

SiGe解決方案

 

鍺硅（SiGe）整流器結(jié)合了肖特基整流器的效率和快速恢復(fù)二極管的熱穩(wěn)定性，允許工程師優(yōu)化其100-200V的功率設(shè)計(jì)。對(duì)于許多電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，主要的挑戰(zhàn)是：在每個(gè)空間集成更多的功能，實(shí)現(xiàn)最高效率的設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)小型化。SiGe整流器是一種理想的解決方案，具有高效率、易熱設(shè)計(jì)和小尺寸等優(yōu)點(diǎn)。

 

該設(shè)備適用于汽車(chē)工業(yè)、服務(wù)器市場(chǎng)和通信基礎(chǔ)設(shè)施，可在175°C的溫度下安全運(yùn)行。與硅相比，SiGe具有更小的頻帶、更快的開(kāi)關(guān)頻率和更大的電子遷移率，從而改善了高頻開(kāi)關(guān)性能。Nexperia已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾個(gè)工藝專(zhuān)利，滿(mǎn)足了高效和高溫操作的看似矛盾的要求（圖2和圖3）。

 

圖2:Nexperia新型SiGe

 

圖3:Schottky和SiGe整流器的泄漏電流與外殼溫度的關(guān)系。當(dāng)漏電流增加到超指數(shù)時(shí)，就會(huì)發(fā)生熱失控。

 

為了進(jìn)一步提高性能，Nexperia提供的解決方案采用FlatPower（CFP）雙針夾式扎帶封裝（CFP3和CFP5），這反過(guò)來(lái)又提供了出色的散熱效果。它還允許引腳對(duì)引腳的兼容性，以及肖特基整流器和快速恢復(fù)整流器的替代品。

 

SiGe器件具有較低的漏電流（約1na），降低了傳導(dǎo)損耗，從而提高了各種應(yīng)用的效率。Jan Fischer說(shuō)：“粗略估計(jì)，在熱穩(wěn)定性與最佳快恢復(fù)二極管相同的情況下，效率可提高5%至10%。

 

所有設(shè)備均通過(guò)AEC-Q101認(rèn)證，可用于汽車(chē)使用，并通過(guò)多家汽車(chē)制造商要求的2次AEC-Q101壽命試驗(yàn)。其他重要應(yīng)用包括LED照明和通信基礎(chǔ)設(shè)施。

 

 

推薦閱讀：