AMEYA360：ROHM開發(fā)出可更大程度激發(fā)GaN器件性能的超高速柵極驅(qū)動器IC

AMEYA360 · 發(fā)表于 2023-10-19 15:51:39

　全球知名半導體制造商ROHM(總部位于日本京都市)開發(fā)出一款超高速驅(qū)動GaN器件的柵極驅(qū)動器IC“BD2311NVX-LB”。

　　近年來，在服務器系統(tǒng)等領(lǐng)域，由于 IoT 設備的需求日益增長，電源部分的功率轉(zhuǎn)換效率提升和設備的小型化已經(jīng)成為重要的社會課題，而這就要求功率元器件的不斷優(yōu)化。另外，不僅在自動駕駛領(lǐng)域，在工業(yè)設備和社會基礎(chǔ)設施監(jiān)控等領(lǐng)域應用也非常廣泛的 LiDAR*1，也需要通過高速脈沖激光照射來進一步提高識別精度。

　　在這類應用中，必須使用高速開關(guān)器件，因此，ROHM 在推出支持高速開關(guān)的 GaN 器件的同時，還開發(fā)出可更大程度地激發(fā)出 GaN 器件性能的超高速驅(qū)動柵極驅(qū)動器 IC。不僅如此，ROHM 還會不定期推出更小型的 WLCSP* 2產(chǎn)品，助力應用產(chǎn)品的小型化。

　　新產(chǎn)品實現(xiàn)了納秒(ns)量級的柵極驅(qū)動速度，從而使GaN器件可實現(xiàn)高速開關(guān)。之所以能實現(xiàn)該特性，離不開ROHM對GaN器件的深入研究以及對柵極驅(qū)動器IC性能的追求。通過最小柵極輸入脈寬為1.25納秒的高速開關(guān)，助力應用產(chǎn)品實現(xiàn)小型化、進一步節(jié)能和更高性能。

　　另外，新產(chǎn)品通過采用ROHM自有的驅(qū)動方式、搭載柵極輸入波形過沖* 3(一直以來的難題)抑制功能，可以防止因過電壓輸入而導致的GaN器件故障;通過集成ROHM的EcoGaN™，還可以簡化配套產(chǎn)品的設計，有助于提高應用產(chǎn)品的可靠性。不僅如此，針對多樣化的應用需求，還可以通過調(diào)整柵極電阻，來選擇理想的GaN器件。

　　ROHM擁有有助于節(jié)能和小型化的GaN器件產(chǎn)品陣容——“EcoGaN™”系列產(chǎn)品，未來，ROHM將通過提供與更大程度地激發(fā)出這些GaN器件性能的柵極驅(qū)動器IC相結(jié)合的電源解決方案，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展社會貢獻力量。

　　GaN器件有望成為一種在高頻范圍的性能表現(xiàn)優(yōu)于硅器件的產(chǎn)品。在功率開關(guān)應用中，特別是在DC-DC和AC-DC轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域，GaN器件的高頻特性可提高功率密度，因而有助于實現(xiàn)更小型、更節(jié)能的電路。

　　而要想更大程度地發(fā)揮出GaN器件的性能，不僅需要考慮GaN HEMT*4的低驅(qū)動電壓，可實現(xiàn)高速開關(guān)的柵極驅(qū)動器IC也是必不可缺的。ROHM致力于通過先進的驅(qū)動器驅(qū)動技術(shù)來更大程度地提高GaN器件的性能，這引起了我們的關(guān)注。我與劉宇晨教授(國立臺北科技大學)和夏勤教授(長庚大學)合作，對ROHM的柵極驅(qū)動器IC“BD2311NVX”進行了測試。（文章來源：http://www.ameya360.com/hangye/110383.html）

　　測試結(jié)果證實，與其他驅(qū)動器IC相比，BD2311NVX在降壓和升壓轉(zhuǎn)換器1MHz開關(guān)頻率下的上升時間更短，開關(guān)噪聲更小。

　　縮短驅(qū)動器IC的這種上升時間有助于更大程度地發(fā)揮出GaN在降低開關(guān)損耗方面的優(yōu)勢。另外，我們對于在電源和驅(qū)動器等的模擬技術(shù)方面優(yōu)勢顯著的ROHM GaN解決方案也抱有非常高的期望。

　　<在LiDAR中的應用示意圖>

　　<產(chǎn)品陣容>

　　<應用示例>

　　・LiDAR(工業(yè)設備、基礎(chǔ)設施監(jiān)控應用等)驅(qū)動電路

　　・數(shù)據(jù)中心、基站等的48V輸入降壓轉(zhuǎn)換器電路

　　・便攜式設備的無線供電電路

　　・D類音頻放大器等

　　<參考設計信息>

　　ROHM官網(wǎng)上提供配備新產(chǎn)品、ROHM 150V GaN“EcoGaN™”和高輸出功率激光二極管的LiDAR用參考設計。通過參考設計，有助于減少應用產(chǎn)品的開發(fā)工時。

　　參考設計產(chǎn)品型號：REFLD002-1（矩形波型電路)

　　REFLD002-2(諧振型電路)

　　<什么是 EcoGaN™>

　　EcoGaN™是通過更大程度地發(fā)揮 GaN 的性能，助力應用產(chǎn)品進一步節(jié)能和小型化的 ROHM GaN 器件，該系列產(chǎn)品有助于應用產(chǎn)品進一步降低功耗、實現(xiàn)外圍元器件的小型化、減少設計工時和元器件數(shù)量等。

　　<辛裕明教授簡介>

　　1965年出生于臺灣臺南。國立中央大學理學學士、國立交通大學碩士、加利福尼亞大學圣地亞哥分校電氣工程博士。現(xiàn)任臺灣國立中央大學(NCU)電氣工程專業(yè)的教授，以及Applied Physics Express(APEX)和Japanese Journal of Applied Physics(JJAP)的海外編輯。研究對象是基于異質(zhì)結(jié)和寬帶隙半導體的元器件和電路開發(fā)。

　　·個人簡歷

　　1997年加入位于新澤西州沃倫縣的Anadigics公司(現(xiàn)為Coherent Corp.)。開發(fā)無線

　　和光纖通信用的GaAs MESFET和pHEMT。

　　1998年進入國立中央大學電氣工程系任教。

　　2004年～2005年伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校訪問研究員。

　　2016年～2017年加利福尼亞大學洛杉磯分校(UCLA)客座教授。

　　2019年～2022年國立中央大學(NCU)光學研究中心主任。

　　<術(shù)語解說>

　　*1)LiDAR

　　LiDAR是Light Detection And Ranging(激光探測與測距)的縮寫，是使用近紅外光、可見光或紫外光照射

　　對象物，并通過光學傳感器捕獲其反射光來測量距離的一種遙感(使用傳感器從遠處進行感測)方式。

　　*2)WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package)