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標題: 干貨分享 | 高功率氮化鎵場效應晶體管：高性能、高效率、高可靠性（下） [打印本頁]
作者: 芻狗 時間: 2023-9-25 08:12
標題: 干貨分享 | 高功率氮化鎵場效應晶體管：高性能、高效率、高可靠性（下）
本篇將為您介紹氮化鎵產品的性能優勢、產品及封裝等內容。
提高效率既是行業的關鍵性挑戰，也是創新驅動力。社會需求的壓力和相關法規都在要求提高電源轉換和控制的效率。對于一些應用來說，電源轉換效率和功率密度是贏得市場的關鍵。主要例子包括汽車電氣化趨勢、高壓的通信和工業基礎設施等領域。氮化鎵場效應晶體管能夠以較低的系統成本，實現更小、更快、散熱性能更優、更輕便的系統。
助力物聯網基礎設施
云端保持互連、處理和存儲能量都需要消耗大量電力。因此，需要非常高效的高端電力供應，降低工業自動化、數據中心電信基礎設施的功率損耗。這也是硅基氮化鎵場效應晶體管關鍵優勢所在，能夠提高功率密度和電源轉換效率。買元器件現貨上唯樣商城！
動力系統電氣化
現代汽車排放的任何 CO2 都至關重要，因此車輛電氣化是大勢所趨。從混合動力到純電動汽車，動力系統電氣化預計將主導未來 20 年功率半導體市場的增長。在這一領域，硅基氮化鎵場效應晶體管的高功率密度和高效率的優勢將發揮主導作用，尤其對于車載充電器（EV 充電）、DC/DC 轉換器和電機驅動牽引逆變器（xEV 牽引逆變器）而言。
與Ricardo合作開發設計基于GaN的EV牽引逆變器
GaN FET 技術帶來了效率更高、成本更低的系統。更好的熱性能和更簡單的開關拓撲為電動汽車帶來更長的續航能力。現在，GaN 即將取代硅基 IGBT 和 SiC，成為插電式混合動力汽車或全電池電動汽車中牽引逆變器的首選技術。
因此我們與著名的汽車工程咨詢公司 Ricardo 建立合作伙伴關系，研究驗證基于我們的 GaN 技術的電動汽車牽引逆變器。
解決方案
高功率 GaN FET 在各種方案中展現出色性能：
▶ AC/DC 圖騰柱無橋 PFC 硬開關應用
▶ LLC 和移相全橋軟開關應用（諧振或固定頻率）
▶ 所有 DC/AC 逆變器拓撲
▶ 使用雙向開關的 AC/AC 矩陣轉換器
氮化鎵場效應晶體管半橋電路
功率氮化鎵場效應晶體管具備極低的 Qrr 和非常快速的開關轉換，可減少開關損耗，實現最高效率。包含半橋電路的方案，無論是 AC/DC、DC/DC 還是多相 DC/AC 逆變器，都能受益于氮化鎵場效應晶體管的應用。
氮化鎵場效應晶體管圖騰柱無橋PFC
在硬開關應用中，功率氮化鎵場效應晶體管明顯優于所有其他功率器件，當使用圖騰柱拓撲時，不但提高了性能，而且減少了 50% 器件數量。較少的器件數量可以降低系統成本，提高功率密度，同時提升整個系統的可靠性。提高了整個系統的效率，也有助于減少昂貴的散熱冷卻系統和在密閉環境中的相關操作成本。
產品
Nexperia目前的氮化鎵場效應晶體管產品和新產品的發展規劃主要是針對汽車和物聯網基礎設施應用，提供合適的高可靠性產品。我們的氮化鎵工藝技術基于成熟可靠的量產工藝，是目前行業領先的功率氮化鎵場效應晶體管技術。
特性和優勢：
▶ 柵極驅動簡單，低 RDS(on)，快速開關
▶ 出色的體二極管（低Vf），低反向恢復電荷Qrr
▶ 高耐久性
▶ 低動態RDS(on)
▶ 開關性能穩定
▶ 柵極驅動抗干擾性強（Vth ~4V）
CCPAK
作為銅夾片封裝技術的發明者，Nexperia（安世半導體）將接近 20 年的高質量、高魯棒性SMD封裝生產經驗融入 GaN FET系列產品。CCPAK 采用久經考驗的封裝技術，以真正創新的封裝提供了業界領先的性能。無焊線設計優化了熱性能和電氣性能；級聯結構，可以使用現有的 MOSFET 驅動器，易于控制。
封裝特性和優勢
創新的銅夾片技術
▶ 寄生電感比行業標準封裝低 3 倍，實現了更低的開關損耗和更好的 EMI 性能
▶ 可靠性高于焊線方案
可制造性和魯棒性
▶ 靈活的引腳，高低溫循環變化時可靠性高
▶ 靈活的鷗翼引腳，實現穩健的板級可靠性
▶ 兼容 SMD 焊接和 AOI
目標應用
工業
▶ 機架安裝的鈦金級高效率通信電源
▶ 5G 和數據中心的電源
▶ 工業車輛充電樁
▶ 太陽能（PV）逆變器
▶ 交流伺服電機驅動器/變頻器
散熱性能
▶ 低 Rth(j-mb)典型值（<0.5 K/W）帶來出色散熱效果
▶ 最高Tj為175℃
兩種散熱選項
▶ 底部散熱（CCPAK1212）
▶ 頂部散熱（CCPAK1212i）
質量標準計劃
▶ AEC-Q101
▶ MSL1
▶ 無鹵
電動汽車
▶ 車載充電器
▶ DC/DC 轉換器
▶ 牽引逆變器
為了增加設計靈活性并進一步提高散熱能力，CCPAK 同時提供頂部散熱和傳統的底部散熱設計。氮化鎵 SMD 封裝產品的首推兩款是 CCPAK1212 和 CCPAK1212i，采用 12 x 12 mm 緊湊的管腳尺寸和僅 2.5 mm 的封裝高度。
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