发布日期:2019年2月7日gydF4y2Ba
特约作者:Sinjin dixun - warren,博士gydF4y2Ba
650伏特氮化镓(GaN)大功率高电子迁移率晶体管(HEMT)的主要应用可能是紧凑、可移动、USB-C快速充电器。在互联网上搜索“GaN笔记本充电器”,可以发现一些公司正在瞄准这个市场,包括RAVPower、Anker、FINsix和Made in Mind (Mu One)。RAVPower RP-PC104 USB-C充电器,如图1所示,目前正在量产。gydF4y2Ba
近年来,氮化镓一直是电力电子研究和开发的主要焦点。这是由于物理性质,理论上允许GaN晶体管超过性能规格的硅功率MOSFET,在击穿电压,通态电阻(RgydF4y2BaDS,gydF4y2Ba,栅电容(QgydF4y2BaggydF4y2Ba)和其他性能参数。主要的挑战一直是以合理的价格获得高质量的氮化镓基质。大块氮化镓晶片非常昂贵,并且只能在直径2英寸的范围内获得。氮化镓外延层可以在碳化硅(SiC)上生长,但成本较高。gydF4y2Ba
最近,在硅基板上生长具有器件质量的氮化镓已经成为可能,这允许形成横向晶体管结构,但不允许形成垂直晶体管。成本合理的GaN-on-Si在市场上尤其具有破坏性,因为它使传统的硅加工工具能够用于处理GaN-on-Si晶片。gydF4y2Ba
2016年Chipworks公司(现为TechInsights的)分析gydF4y2BaAvogy Zolt笔记本电脑充电器gydF4y2Ba当时,人们认为它是基于氮化镓技术。令我们惊讶的是,我们发现Zolt包含一个碳化硅模具可能是克里制造的。随后的PntPower.com博客讨论了gydF4y2BaAvogy和Finsix把SiC放进充电器的4个原因gydF4y2Ba。从本质上讲,虽然氮化镓在理论上比碳化硅更好,但在2016年,可靠的600v氮化镓技术还没有批量生产。虽然SiC更贵,但它是可用的,并且可以工作,而且它是当时建造一个工作紧凑的充电器的最佳选择。据PntPower.com报道,FINsix也在他们的飞镖充电器中使用了SiC。gydF4y2Ba
表1提供了在RAVPower RP-PC104-W内部发现的设计优势的完整列表。除了这些IC的RP-PC104-W包含几个大电容和一个电感。gydF4y2Ba
制造商的名字gydF4y2Ba | 零件号gydF4y2Ba | 设备类型gydF4y2Ba |
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Navitas半导体gydF4y2Ba | NV6115gydF4y2Ba | 氮化镓功率集成电路gydF4y2Ba |
二极管公司gydF4y2Ba | MSB30MgydF4y2Ba | 功率整流器gydF4y2Ba |
先锋国际gydF4y2Ba | VS3506AEgydF4y2Ba | p沟道场效应晶体管gydF4y2Ba |
硅实验室gydF4y2Ba | Si8610BB-B-ISgydF4y2Ba | 数字隔离器gydF4y2Ba |
EverlightgydF4y2Ba | EL1018-GgydF4y2Ba | 光隔离器gydF4y2Ba |
德州仪器公司gydF4y2Ba | UCC28780RTEgydF4y2Ba | UCC28780高频有源钳位反激式控制器gydF4y2Ba |
英飞凌gydF4y2Ba | BSC098N10NS5gydF4y2Ba | 功率场效应晶体管gydF4y2Ba |
Weltrend半导体gydF4y2Ba | WT6615FgydF4y2Ba | USB电源传输(PD)控制器gydF4y2Ba |
表1 - RAVPower RP-PC104设计胜出gydF4y2Ba
纳维NV6115包装gydF4y2Ba
纳维NV6115设有5.0毫米×6.0毫米X0.85毫米厚四方扁平无引线(QFN)封装,在图3的封装示出了背面上具有较大的源显示和漏极端子,以及用于功率独立的引脚(VDD),接地线(VCC),脉冲宽度调制输入(PWM)和VDD设定电压(DZ),在图4上的封装的底侧示出。gydF4y2Ba
图5是纳维NV6115的顶侧平面图透视。源极和漏极销连接是丝与多根导线到GaN晶粒接合。的VCC接地,PWM,VDD电源和DZ连接是线接合到与单线模具。gydF4y2Ba
图6显示了在Navitas NV6115包内发现的GaN-on-Si模具的高分辨率照片,带有NV6S006 R00模具标记。模具的中心部分包含高电子迁移率晶体管(HEMT)门阵列。gydF4y2Ba
TechInsights最近刚刚完成gydF4y2Ba相关Navitas设备的分析gydF4y2BaNV6117,有相同的5毫米x 6毫米QFN包,但功能较低120ΩgydF4y2BaRDS,gydF4y2Ba。该设备的详细分析可通过TechInsights获得gydF4y2Ba功率半导体元件订阅gydF4y2Ba。我们的分析发现,NV6117芯片具有基于HEMT控制电路。纳维声称自己是第一到市场与GaN功率IC用的逻辑,模拟和功率的集成到单个的GaN IC。gydF4y2Ba
这款UBS-C充电器是Navitas市场渗透策略的一个典型例子。他们设计了带驱动、部分控制但主要是保护系统的GaN IC,使他们的设备易于集成。售后市场消费电源制造商不再拥有一支电力电子设计大军。转换器有相当标准的拓扑结构,在过去的5年中没有太多的发展。制造商将需要招募新的工程人才来重建一个电力转换器设计工作组,并能够快速释放基于gan的电力供应。Navitas非常了解这种情况,因此他们提出了一个完整的应用程序设计,准备好只需很少或根本不做调整就可以实现。主动箝位反激器是他们提出的设计的一部分,它可能已经卖给了一些消费电源制造商,如Anker, Aukey, Made in Mind等。Navitas为设计师的工作提供了尽可能多的便利,使他们能够销售自己的产品。这似乎是提高GaN产量和Navitas收入的一个成功战略。gydF4y2Ba
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TechInsights对本文中引用的RAVPower RP-PC104 USB-C充电器的完整分析已经包含在我们新的Power半导体认购中。gydF4y2Ba
本订阅的目的是提供我们对电力半导体市场新技术的分析,包括GaN, SiC,加上Si MOSFET和IGBT器件。它还包括我们的BCD技术报告库。gydF4y2Ba
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