一种新技术E-Mode GaN宽带隙半导体讨论,第四部分
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现在讨论的一个主题是器件的热管理方面,而宽带隙半导体、氮化镓,但不仅是碳化硅解决方案,承诺更高的工作温度和更高的效率。如您所知,在将这些设备设计到系统中时,设计人员还需要考虑热管理问题。那么,您的技术战略是什么,您如何看待随着功率密度的增加而对工艺和封装技术的未来发展产生影响的热管理需求?
我们大多数参与 GaN 的人经常强调 GaN 的好处之一,即可以在比当今基于硅架构的正常开关频率高得多的开关频率下实现非常高的效率。当然,在这样做时,我们说应使用可表面贴装的封装,以降低电感并支持高频,否则封装将成为真正的瓶颈。因此,人们无法充分利用 GaN 的优势。不幸的是,可用于高功率的 SMD 封装并不多,而制造电源的人们仍然非常依赖于整个封装,如 TO-220、TO-247。CGD 正以面向中低功率应用的 DFN 8X8、DFN 5X6 等 SMD 封装进入市场。
但也很重要,特别是对于高功率领域,为了支持数据中心服务器对效率的高需求,假设超过 1 千瓦,开发热增强型 SMD 解决方案非常重要,我们正在通过我们的组装站点做到这一点。当然,它们的热阻非常低。我们将在适当的时候分享这些。原则上,主题是:使用 GaN,我们允许用户缩小他的应用程序,但热量仍然存在。它必须以某种方式消散,我们是否正在走向死胡同?
所以,我想说,首先,我们使用 GaN 是安全的,因为人们应该注意到 GaN 的开关损耗是迄今为止最低的。因此,输出损耗明显低于任何其他技术。栅极电荷比硅好10倍,低于硅和碳化硅。所以,部分答案是,对于 GaN,我们必须处理低得多的热量才能消散。但是当然,散热这个话题很重要,我认为我们将在未来几年看到市场发展的方向之一可能是采用芯片嵌入等解决方案,例如通过更多技术显着降低热阻PCB 内部的有效热管理。
但总的来说,我也会说来自 GaN 制造商的其他元素可以帮助改善 PCB 级别的冷却。我之前说过,我们正在将传感和保护功能集成到 GaN HEMT 中。考虑集成电流感应。通常,为了检测电流,需要添加外部检测电阻器,这当然会阻止将晶体管连接到接地层。通过将这一功能引入 HEMT,现在可以将 HEMT 源连接到地。而且这种冷却方式可以更有效,因为现在您可以根据需要设计冷却路径,并专注于实现较低的工作温度,反之亦然,您可以为相同的热量使用更高的 RDS (on)。这就是 50 伏以下 ICeGaN 技术中包含的全部内容。
因此,它是一种组合,晶体管技术可以改善冷却或为用户提供更多自由度。但是,当然,从封装的角度来看,仍然可以做很多事情来帮助 SMD 技术变得像通孔一样具有性能。而且这种冷却方式可以更有效,因为现在您可以根据需要设计冷却路径,并专注于实现较低的工作温度,反之亦然,您可以为相同的热量使用更高的 RDS (on)。这就是 50 伏以下 ICeGaN 技术中包含的全部内容。因此,它是一种组合,晶体管技术可以改善冷却或为用户提供更多自由度。但是,当然,从封装的角度来看,仍然可以做很多事情来帮助 SMD 技术变得像通孔一样具有性能。而且这种冷却方式可以更有效,因为现在您可以根据需要设计冷却路径,并专注于实现较低的工作温度,反之亦然,您可以为相同的热量使用更高的 RDS (on)。
这就是 50 伏以下 ICeGaN 技术中包含的全部内容。因此,它是一种组合,晶体管技术可以改善冷却或为用户提供更多自由度。但是,当然,从封装的角度来看,仍然可以做很多事情来帮助 SMD 技术变得像通孔一样具有性能。晶体管技术可以改善冷却或为用户提供更多自由度。但是,当然,从封装的角度来看,仍然可以做很多事情来帮助 SMD 技术变得像通孔一样具有性能。晶体管技术可以改善冷却或为用户提供更多自由度。但是,当然,从封装的角度来看,仍然可以做很多事情来帮助 SMD 技术变得像通孔一样具有性能。