【導讀】Nexperia在TO-247和專(zhuān)有CCPAK表面貼裝封裝中采用下一代高壓GaN HEMT H2技術(shù)的新型GaN FET解決方案將主要針對汽車(chē)、5G和數據中心應用。Nexperia還宣布了硅鍺（SiGe）整流器的新解決方案，其反向電壓分別為120V、150V和200V，將肖特基（Schottky）整流器的高效性與快速恢復二極管的熱穩定性相結合。
新器件在通態(tài)電阻方面提供了出色的性能，并通過(guò)級聯(lián)配置簡(jiǎn)化了設計，從而消除了對驅動(dòng)器和控制的需求。
“我們發(fā)現機架式電源對電信服務(wù)器有吸引力。即使在5g數據中，數據場(chǎng)也需要越來(lái)越高的效率，當然所有輸出范圍的效率都超過(guò)90%，你將進(jìn)入鈦級。Nexperia總經(jīng)理MichaelLegoff說(shuō)：“這也是我們發(fā)現對我們的產(chǎn)品組合的需求量更大的地方。
汽車(chē)制造商和其他系統的設計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、監管還是其他原因。針對汽車(chē)、通信基礎設施和服務(wù)器市場(chǎng)，新型1-3a硅鍺整流器在LED照明、發(fā)動(dòng)機控制單元或燃油噴射等高溫應用中特別有利。
“在理想的世界里，設計師會(huì )使用肖特基二極管，因為它們效率很高，正向電壓很低，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，因為它們變得非常低效，而且，它們的熱穩定性也不那么穩定。”
他接著(zhù)說(shuō)，“當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。這就是為什么，對于對泄漏電流非常敏感的高溫應用，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，因為它們具有非常高的正向電壓和高的傳導損耗。我們相信硅鍺整流器可以將兩個(gè)世界的優(yōu)點(diǎn)結合起來(lái)，因為它們提供肖特基二極管那樣的低Vf和pn整流器的熱穩定性。”
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(zhù)的提高，導致了一些新的應用，這是硅技術(shù)無(wú)法實(shí)現的。
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(xiàn)電數據系統（on）也減少到只有41 mΩ（最大35 mΩ典型值。在25°C時(shí)），在傳統TO-247中初次釋放。降低值將進(jìn)一步增加，達到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聯(lián)器件，因此使用標準的Si-MOSFET驅動(dòng)器也很容易驅動(dòng)它們。CCPAK表面安裝版本，GAN039，將通過(guò)AEC-Q101汽車(chē)應用。
“它還允許我們改進(jìn)RDS（on）級別，但仍然使用相同的級聯(lián)結構。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)批準是在一個(gè)TO247封裝，給你約41兆歐的RDS（開(kāi)），我們認為CCPAK將成為業(yè)界領(lǐng)先的表面貼裝設備。
CCPAK表面安裝采用創(chuàng )新和成熟的銅線(xiàn)夾封裝技術(shù)來(lái)取代內部連接線(xiàn)。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(xiàn)焊解決方案相比，可靠性更高。
圖1:Nexperia的解決方案
CCPAK-GaN場(chǎng)效應晶體管有頂部或底部冷卻結構。
SiGe解決方案
鍺硅（SiGe）整流器結合了肖特基整流器的效率和快速恢復二極管的熱穩定性，允許工程師優(yōu)化其100-200V的功率設計。對于許多電路設計來(lái)說(shuō)，主要的挑戰是：在每個(gè)空間集成更多的功能，實(shí)現最高效率的設計，以及系統小型化。SiGe整流器是一種理想的解決方案，具有高效率、易熱設計和小尺寸等優(yōu)點(diǎn)。
該設備適用于汽車(chē)工業(yè)、服務(wù)器市場(chǎng)和通信基礎設施，可在175°C的溫度下安全運行。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。當漏電流增加到超指數時(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。它還允許引腳對引腳的兼容性，以及肖特基整流器和快速恢復整流器的替代品。
SiGe器件具有較低的漏電流（約1na），降低了傳導損耗，從而提高了各種應用的效率。Jan Fischer說(shuō)：“粗略估計，在熱穩定性與最佳快恢復二極管相同的情況下，效率可提高5%至10%。
所有設備均通過(guò)AEC-Q101認證，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。其他重要應用包括LED照明和通信基礎設施。
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