意法半導體推出首款PowerGaN產品

作者 : STMicroelectronics

意法半導體(STMicroelectronics,ST)推出屬於STPOWER產品組合的新系列GaN功率半導體產品,能大幅降低各種電子產品的能量消耗並縮小尺寸。

新產品主要應用於消費性電子產品,例如,充電器、PC外接電源適配器、LED照明驅動器、電視機等家電內部電源。全球消費性電子產品的產量很大,若提升效能便可大幅減少二氧化碳排放。在高功率應用中,意法半導體的PowerGaN元件亦能為電信電源、工業驅動馬達、太陽能逆變器、電動車及充電器帶來益處。

氮化鎵(Gallium Nitride,GaN)是一種寬能隙複合半導體材料,其電壓耐受能力優於傳統矽材料,且不會影響導通電阻效能,故可降低開關損耗。此外,GaN產品的開關效能亦相較矽基電晶體高,進而取得極低的開關損耗。開關頻率更高,故應用電路可採用尺寸更小的被動元件。上述所有優勢讓設計人員得以減少功率轉換器的總損耗(減少產生的熱)並提升效能。因此,GaN可讓電子產品小型化,例如,採用GaN電晶體的PC電源適配器比當今普及的充電器尺寸更小而且重量更輕。

根據協力廠商預測,使用GaN元件後,標準的手機充電器可縮小高達40%,或於相同尺寸條件下輸出更高的功率,在效能和功率密度也能取得類似的效能提升,適用於消費、工業、汽車等各種電子產品。

作為意法半導體新G-HEMT電晶體產品家族的首款產品,650V SGT120R65A具有120mΩ的最大導通電阻(Rds(on))、15A的最大輸出電流和優化閘極驅動的開爾文接法腳位。該產品目前採用工業標準之PowerFLAT 5 × 6 HV緊密型表面黏著式封裝,PC適配器、USB壁式充電器與無線充電為其典型的應用。

開發中的650V GaN電晶體現已提供工程樣品,其中120mΩ Rds(on)的SGT120R65A2S取消打線接合製程,改採用2SPAK先進層壓封裝,提升了高頻高功率應用的效能與可靠性,SGT65R65AL和SGT65R65A2S的導通電阻皆為65mΩ Rds(on),分別採用PowerFLAT 5 × 6 HV和2SPAK封裝。上述產品預計將於2022年下半年量產。

此外,G-FET系列還推出新的疊接式GaN電晶體SGT250R65ALCS,其採用PQFN 5 × 6封裝,導通電阻為250mΩ Rds(on),將於2022年第三季提供樣品。G-FET電晶體系列是一種高速、極低Qrr、穩定的疊接式GaN或耗盡型場效電晶體,其附有標準矽閘極驅動器,適用於各種電源設計。

 

 

 

 

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