一种新技术E-Mode GaN宽带隙半导体讨论,第三部分
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最新的GaN技术是把逻辑集成到 E-Mode GaN HEMT 中,因此,它可以以最少的工作量与驱动程序和控制器连接,并且还可以节省成本,因此不需要额外的组件。因此,我们的解决方案可以像 MOSFET 一样被驱动。为什么E-Mode GaN HEMT选择集成逻辑而不是 GaN 驱动器的原因是什么吗?
CGD 的 650 伏 GaN 技术称为 ICeGaN,是组合词。IC 和 eGaN,一个词的意思是 E-mode GaN,因为实际上它是一个片上系统,我们将逻辑集成到 E-mode 功率晶体管中。
顺便说一句,我们也可以像 ICE GaN 一样阅读它,因为它运行起来非常酷。它不包含完整的栅极驱动器,而仅包含可轻松与栅极驱动器连接的特定和关键功能。多年前,当 CGD 由剑桥大学的 Giorgio Longobardi 和 Florin Udrea 创立时,在与许多涉及 GaN 的公司进行多年咨询后,特别是在 GaN 可靠性和与栅极相关的鲁棒性等主题上,他们都喃喃自语了很多去的方向。最后,我们想要开发的是一个完全可扩展到高功率和低电压的概念。
我们已经决定最好的办法是避免集成全栅极驱动器,而是集成特定的 IC 来提供关键功能,以使 GaN E 模式 HEMT 像硅 MOSFET 一样易于使用。当然,一旦我们朝着这个方向迈进,下一步就是进一步集成其他功能,例如特定的传感和控制功能,以提高性能和可靠性。而这一切都是我们技术的核心。看,我们一直听说的关于 GaN HEMT 的一件事是它们是横向的横向晶体管,这是与硅和碳化硅 MOSFET 相比的主要区别和优势之一,因为这允许片上集成。
CGD 围绕这一概念进行了详细阐述,并集中精力解决过去几年阻碍 GaN 真正得到广泛采用的主要问题之一,之前我已经提到过,那就是缺乏易用性。因此,CGD 的技术是一种 E 模式,即通常关闭的单芯片解决方案,它可以无缝耦合到标准栅极驱动器。基本上,我们不需要添加任何 RC 网络或钳位二极管,也不需要向栅极提供负电压。
ICeGaN 的阈值电压约为 2.8 伏,它具有集成的米勒钳位,可确保在任何情况下真正发生在零伏的关断,并且基本上利用了 GaN HEMT 的横向特性,允许客户驱动 MOSFET 等 GaN 晶体管,高达 20 伏的栅极电压。所以,易用性,我们敢说第一次在E-mode GaN上引入,不需要任何额外的芯片或任何元件,顺便也节省了PCB上的成本和空间。所以,我想说这个概念是完全可扩展的。
因此,我们可以为低功率制作非常高的 RDS (on) 部件,或为高功率制作非常低的 RDS (on) 部件。通过简单地重塑设计,它可以扩展到低电压,但概念仍然存在,这就是我们基本上认为我们已经实现了最初目标的方式。曾考虑过引入单片集成到功率晶体管中的栅极驱动器的主题,但我想说,这是一个非常好的低功耗解决方案。
市场告诉我们,今天,我们知道。但它可能会在高功率时变得有损。我会说,由于片上热耦合,驱动器可能会因功率晶体管的自热而遭受额外的损失。因此,我们认为最好让我们的客户继续使用他们多年来一直使用的 MOSFET 驱动器和硅,让保持栅极驱动器的选择。现在,最终每个栅极驱动器都可以与 E 模式 GaN 耦合:这基本上是像 MOSFET 一样驱动 GaN。