意法半導(dǎo)體氮化鎵功率半導(dǎo)體PowerGaN系列首發(fā)，讓電源能效更高、體積更纖薄

　　2021年12月17日，中國(guó)——服務(wù)多重電子應(yīng)用領(lǐng)域的全球半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱ST；紐約證券交易所代碼:STM)推出了一個(gè)新系列——氮化鎵(GaN)功率半導(dǎo)體。該系列產(chǎn)品屬于意法半導(dǎo)體的STPOWER產(chǎn)品組合，能夠顯著降低各種電子產(chǎn)品的能耗和尺寸。該系列的目標(biāo)應(yīng)用包括消費(fèi)類電子產(chǎn)品的內(nèi)置電源，例如，充電器、PC機(jī)外部電源適配器、LED照明驅(qū)動(dòng)器、電視機(jī)等家電。消費(fèi)電子產(chǎn)品內(nèi)置電源的全球產(chǎn)量很大，如果提高能效，可大幅減少二氧化碳排放。在功率更高的應(yīng)用中，意法半導(dǎo)體的PowerGaN器件也適用于電信電源、工業(yè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、太陽(yáng)能逆變器、電動(dòng)汽車及其充電設(shè)施。

　　意法半導(dǎo)體汽車與分立器件產(chǎn)品部副總裁、功率晶體管事業(yè)部經(jīng)理Edoardo Merli表示：“基于GaN的產(chǎn)品商用是功率半導(dǎo)體的下一個(gè)攻堅(jiān)階段，我們已準(zhǔn)備好釋放這一激動(dòng)人心的技術(shù)潛力。今天，ST發(fā)布了STPOWER產(chǎn)品組合的新系列的首款產(chǎn)品，為消費(fèi)、工業(yè)和汽車電源帶來(lái)突破性的性能。我們將逐步擴(kuò)大PowerGaN產(chǎn)品組合，讓任何地方的客戶都能設(shè)計(jì)更高效、更小的電源。”

　　技術(shù)細(xì)節(jié)

　　氮化鎵(GaN)是一種寬帶隙復(fù)合半導(dǎo)體材料，電壓耐受能力比傳統(tǒng)硅材料高很多，而且不會(huì)影響導(dǎo)通電阻性能，因此可以降低導(dǎo)通損耗。此外，GaN產(chǎn)品的開(kāi)關(guān)能效也比硅基晶體管高，從而可以取得非常低的開(kāi)關(guān)損耗。開(kāi)關(guān)頻率更高意味著應(yīng)用電路可以采用尺寸更小的無(wú)源器件。所有這些優(yōu)點(diǎn)讓設(shè)計(jì)人員能夠減少功率變換器的總損耗（減少熱量），提高能效。因此，GaN能更好地支持電子產(chǎn)品輕量化，舉例來(lái)說(shuō)，與目前隨處常見(jiàn)的充電器相比，采用GaN晶體管的PC機(jī)電源適配器更小、更輕。

　　據(jù)第三方測(cè)算，在使用GaN器件后，標(biāo)準(zhǔn)手機(jī)充電器最多可瘦身40%，或者在相同尺寸條件下輸出更大的功率，在能效和功率密度方面也可以取得類似的性能提升，適用于消費(fèi)、工業(yè)、汽車等各種電子產(chǎn)品。

　　作為意法半導(dǎo)體新的G-HEMT晶體管產(chǎn)品家族的首款產(chǎn)品，650V SGT120R65AL具有120mΩ的最大導(dǎo)通電阻(Rds(on))、15A的最大輸出電流和優(yōu)化柵極驅(qū)動(dòng)的開(kāi)爾文源極引腳。該產(chǎn)品目前采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PowerFLAT 5x6 HV緊湊型貼裝封裝，其典型應(yīng)用是PC適配器、USB壁式充電器和無(wú)線充電。

　　正在開(kāi)發(fā)的650V GaN晶體管現(xiàn)在有工程樣品提供，其中120mΩRds(on)的SGT120R65A2S采用2SPAK高級(jí)層壓封裝，取消了引線鍵合工序，提高了大功率高頻應(yīng)用的能效和可靠性，SGT65R65AL和SGT65R65A2S的導(dǎo)通電阻都是65mΩRds(on)，分別采用PowerFLAT 5x6 HV和2SPAK封裝。這些產(chǎn)品預(yù)計(jì)在2022年下半年量產(chǎn)。

　　此外，G-FET系列還推出一個(gè)新的共源共柵GaN晶體管SGT250R65ALCS，采用PQFN 5x6封裝，導(dǎo)通電阻為250mΩRds(on)，將于2022年第三季度提供樣品

　　G-FET晶體管系列是一種非常快、超低Qrr、穩(wěn)健的GaN共源共柵或d模式FET，帶有標(biāo)準(zhǔn)硅柵極驅(qū)動(dòng)，適用于各種電源設(shè)計(jì)。

　　G-HEMT晶體管系列是一種超快、零Qrr的增強(qiáng)模式HEMT，并聯(lián)簡(jiǎn)易，非常適合頻率和功率非常高的應(yīng)用。

　　G-FET和G-HEMT都屬于STPOWER產(chǎn)品組合的PowerGaN系列。