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標(biāo)題: 干貨分享 | 高功率氮化鎵場效應(yīng)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(biāo)題: 干貨分享 | 高功率氮化鎵場效應(yīng)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(chǎn)品的性能優(yōu)勢、產(chǎn)品及封裝等內(nèi)容。
提高效率既是行業(yè)的關(guān)鍵性挑戰(zhàn)，也是創(chuàng)新驅(qū)動力。社會需求的壓力和相關(guān)法規(guī)都在要求提高電源轉(zhuǎn)換和控制的效率。對于一些應(yīng)用來說，電源轉(zhuǎn)換效率和功率密度是贏得市場的關(guān)鍵。主要例子包括汽車電氣化趨勢、高壓的通信和工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。氮化鎵場效應(yīng)晶體管能夠以較低的系統(tǒng)成本，實(shí)現(xiàn)更小、更快、散熱性能更優(yōu)、更輕便的系統(tǒng)。
助力物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)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(yīng)，降低工業(yè)自動化、數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施的功率損耗。這也是硅基氮化鎵場效應(yīng)晶體管關(guān)鍵優(yōu)勢所在，能夠提高功率密度和電源轉(zhuǎn)換效率。買元器件現(xiàn)貨上唯樣商城！
動力系統(tǒng)電氣化
現(xiàn)代汽車排放的任何 CO2 都至關(guān)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(tǒng)電氣化預(yù)計將主導(dǎo)未來 20 年功率半導(dǎo)體市場的增長。在這一領(lǐng)域，硅基氮化鎵場效應(yīng)晶體管的高功率密度和高效率的優(yōu)勢將發(fā)揮主導(dǎo)作用，尤其對于車載充電器（EV 充電）、DC/DC 轉(zhuǎn)換器和電機(jī)驅(qū)動牽引逆變器（xEV 牽引逆變器）而言。
與Ricardo合作開發(fā)設(shè)計基于GaN的EV牽引逆變器
GaN FET 技術(shù)帶來了效率更高、成本更低的系統(tǒng)。更好的熱性能和更簡單的開關(guān)拓?fù)錇殡妱悠噹砀L的續(xù)航能力。現(xiàn)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(shù)。
因此我們與著名的汽車工程咨詢公司 Ricardo 建立合作伙伴關(guān)系，研究驗(yàn)證基于我們的 GaN 技術(shù)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(xiàn)出色性能：
▶ AC/DC 圖騰柱無橋 PFC 硬開關(guān)應(yīng)用
▶ LLC 和移相全橋軟開關(guān)應(yīng)用（諧振或固定頻率）
▶ 所有 DC/AC 逆變器拓?fù)?/div>
▶ 使用雙向開關(guān)的 AC/AC 矩陣轉(zhuǎn)換器
氮化鎵場效應(yīng)晶體管半橋電路
功率氮化鎵場效應(yīng)晶體管具備極低的 Qrr 和非�？焖俚拈_關(guān)轉(zhuǎn)換，可減少開關(guān)損耗，實(shí)現(xiàn)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(yīng)晶體管的應(yīng)用。
氮化鎵場效應(yīng)晶體管圖騰柱無橋PFC
在硬開關(guān)應(yīng)用中，功率氮化鎵場效應(yīng)晶體管明顯優(yōu)于所有其他功率器件，當(dāng)使用圖騰柱拓?fù)鋾r，不但提高了性能，而且減少了 50% 器件數(shù)量。較少的器件數(shù)量可以降低系統(tǒng)成本，提高功率密度，同時提升整個系統(tǒng)的可靠性。提高了整個系統(tǒng)的效率，也有助于減少昂貴的散熱冷卻系統(tǒng)和在密閉環(huán)境中的相關(guān)操作成本。
產(chǎn)品
Nexperia目前的氮化鎵場效應(yīng)晶體管產(chǎn)品和新產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)劃主要是針對汽車和物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用，提供合適的高可靠性產(chǎn)品。我們的氮化鎵工藝技術(shù)基于成熟可靠的量產(chǎn)工藝，是目前行業(yè)領(lǐng)先的功率氮化鎵場效應(yīng)晶體管技術(shù)。
特性和優(yōu)勢：
▶ 柵極驅(qū)動簡單，低 RDS(on)，快速開關(guān)
▶ 出色的體二極管（低Vf），低反向恢復(fù)電荷Qrr
▶ 高耐久性
▶ 低動態(tài)RDS(on)
▶ 開關(guān)性能穩(wěn)定
▶ 柵極驅(qū)動抗干擾性強(qiáng)（Vth ~4V）
CCPAK
作為銅夾片封裝技術(shù)的發(fā)明者，Nexperia（安世半導(dǎo)體）將接近 20 年的高質(zhì)量、高魯棒性SMD封裝生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)融入 GaN FET系列產(chǎn)品。CCPAK 采用久經(jīng)考驗(yàn)的封裝技術(shù)，以真正創(chuàng)新的封裝提供了業(yè)界領(lǐng)先的性能。無焊線設(shè)計優(yōu)化了熱性能和電氣性能；級聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以使用現(xiàn)有的 MOSFET 驅(qū)動器，易于控制。
封裝特性和優(yōu)勢
創(chuàng)新的銅夾片技術(shù)
▶ 寄生電感比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝低 3 倍，實(shí)現(xiàn)了更低的開關(guān)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(huán)變化時可靠性高
▶ 靈活的鷗翼引腳，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的板級可靠性
▶ 兼容 SMD 焊接和 AOI
目標(biāo)應(yīng)用
工業(yè)
▶ 機(jī)架安裝的鈦金級高效率通信電源
▶ 5G 和數(shù)據(jù)中心的電源
▶ 工業(yè)車輛充電樁
▶ 太陽能（PV）逆變器
▶ 交流伺服電機(jī)驅(qū)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(xiàng)
▶ 底部散熱（CCPAK1212）
▶ 頂部散熱（CCPAK1212i）
質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)計劃
▶ AEC-Q101
▶ MSL1
▶ 無鹵
電動汽車
▶ 車載充電器
▶ DC/DC 轉(zhuǎn)換器
▶ 牽引逆變器
為了增加設(shè)計靈活性并進(jìn)一步提高散熱能力，CCPAK 同時提供頂部散熱和傳統(tǒng)的底部散熱設(shè)計。氮化鎵 SMD 封裝產(chǎn)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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