松下公司(Panasonic)日前宣布將推出業界最小的增強型[1]氮化鎵(GaN)[2]功率晶體管(X-GaNTM)**封裝。GaN封裝采用8x8雙平面無引線(DFN)表面粘裝型封裝。可將該封裝安裝在傳統上難以安裝的極小區域,有助于降低工業和消費電子設備的功耗。
*:截至2015年5月18日,根據松下公司調查,該600-V增強型GaN功率晶體管的占用空間。
**:X-GaN是松下公司的商標。
增強型晶體管的擊穿電壓為600V,該產品實現200V/ns的高速開關和54—154mΩ的低導通電阻[3]。松下公司將于2015年7月啟動10A型(PGA26E19BV)和15A型(PGA26E08BV)產品樣品出貨。
功率晶體管是用于控制電源的半導體器件。GaN是性能卓越的半導體化合物之一。當將它應用于晶體管時,可實現比硅(Si)和碳化硅(4H-SiC)更卓越的開關性能和更高的擊穿電壓。
我們的傳統型GaN功率晶體管采用高導熱表面貼裝型封裝TO220(尺寸:15 x 9.9 x 4.6mm),然而該封裝還不夠小,而且電子設備印刷電路板上的安裝面積十分有限。
使用表面貼裝型封裝時,寄生電感[4]降低,因此,可在600V高電壓下以8 x 8 x 1.25mm的更小尺寸實現GaN功率晶體管的內在特征和出色的開關性能。功率晶體管正被快速引入電子設備中,它有助于降低能耗。
該產品將亮相2015年5月19-21日于德國紐倫堡舉行的2015年度電力轉換與智能運動展覽會(PCIM 2015)。
[產品特點]
1、其采用新開發的全球最小GaN表面貼裝型封裝DFN 8x8(8 x 8 mm x 1.25 mm,其占用空間僅為公司傳統TO-220封裝產品的43%),專為GaN功率晶體管優化。
2、表面貼裝型封裝的采用降低了寄生電感,實現200V/ns的高速開關性能。
3、在6英寸硅襯底上實現的松下原創柵極注入晶體管(GIT)[5]實現了增強型模式。
GaN功率晶體管更便于應用于AC-DC電源裝置(功率因數校正、隔離DC-DC轉換器)、電池充電系統、PV功率調節器和EV逆變器。
松下公司擁有200項國內專利和180項海外專利,其中包括一些待審批的發明申請,例如,松下原創的GIT結構的基本專利US 8779438和利用常關操作的驅動系統的基本專利US 8299737。
這項工作部分受到日本新能源和工業技術發展組織(NEDO)之“節能技術項目戰略發展”計劃的支持。
[術語解釋]
[1] 增強型
增強型晶體管是一種單器件晶體管,其能夠實現常關特征,這是半導體器件的一種特征,當未向柵極施加電壓時,可以防止電流在源極和漏極之間流動。
[2] 氮化鎵(GaN)
氮化鎵是三五族半導體,具有較寬的能帶隙(價帶和導帶之間)。能帶隙較大的材料通常具有更高的擊穿電壓。
[3] 導通電阻
導通電阻為晶體管通電(導電狀態)時晶體管源極和漏極之間的電阻。
[4] 寄生電感
寄生電感是存在于電子元器件封裝中的意外電感分量。盡管這種電感對于頻率為50或60赫茲的電源裝置來說不是問題,但是它們可能是GaN電源裝置高速運行(工作頻率:幾百千赫茲到幾兆赫茲)的一個巨大障礙。
[5] 柵極注入晶體管(GIT)
GIT是一種最初由松下半導體解決方案公司研發的常關型GaN晶體管。新的工作原理基于空穴注入時漏極電流的增加,其被用于維持低導通電阻和增強型模式之間的兼容性。
關于松下
松下公司是一家致力于為消費電子產品、住宅、汽車、企業解決方案及器件行業的客戶開發各種電子技術和解決方案的全球領軍企業。自1918年成立以來,松下已將業務擴張至全球,目前在全世界范圍內共經營468家附屬公司和94家聯營公司。截至2015年3月31日,其合并凈銷售額達7.715萬億日元。松下致力于通過各部門的創新來追求新的價值,并努力運用公司的技術為客戶創造更美好的生活和世界。