基于氮化鎵 （GaN） 的產品可以取得更高的能效，幫助工程師設計出更緊湊的電源，適合各種消費、工業和汽車應用

　　意法半導體 PowerGaN系列第一款產品現已投產；很快還將推出其他的不同封裝和規格的產品

　　2021年12月17日，中國 —— 服務多重電子應用領域的全球半導體領導者意法半導體（STMicroelectronics，簡稱ST；紐約證券交易所代碼：STM） 推出了一個新系列—— 氮化鎵（GaN） 功率半導體。該系列產品屬于意法半導體的STPOWER 產品組合，能夠顯著降低各種電子產品的能耗和尺寸。該系列的目標應用包括消費類電子產品的內置電源，例如，充電器、PC機外部電源適配器、LED 照明驅動器、電視機等家電。消費電子產品內置電源的全球產量很大，如果提高能效，可大幅減少二氧化碳排放。在功率更高的應用中，意法半導體的 PowerGaN器件也適用于電信電源、工業驅動電機、太陽能逆變器、電動汽車及其充電設施。

　　意法半導體汽車與分立器件產品部副總裁、功率晶體管事業部經理Edoardo Merli 表示：“基于 GaN 的產品商用是功率半導體的下一個攻堅階段，我們已準備好釋放這一激動人心的技術潛力。今天，ST 發布了STPOWER 產品組合的新系列的首款產品，為消費、工業和汽車電源帶來突破性的性能。我們將逐步擴大 PowerGaN 產品組合，讓任何地方的客戶都能設計更高效、更小的電源。”

　　技術細節

　　氮化鎵 （GaN） 是一種寬帶隙復合半導體材料，電壓耐受能力比傳統硅材料高很多，而且不會影響導通電阻性能，因此可以降低導通損耗。此外，GaN產品的開關能效也比硅基晶體管高，從而可以取得非常低的開關損耗。開關頻率更高意味著應用電路可以采用尺寸更小的無源器件。所有這些優點讓設計人員能夠減少功率變換器的總損耗（減少熱量），提高能效。 因此，GaN 能更好地支持電子產品輕量化，舉例來說，與目前隨處常見的充電器相比，采用GaN 晶體管的PC機電源適配器更小、更輕。

　　據第三方測算，在使用GaN器件后，標準手機充電器最多可瘦身40%，或者在相同尺寸條件下輸出更大的功率，在能效和功率密度方面也可以取得類似的性能提升，適用于消費、工業、汽車等各種電子產品。

　　作為意法半導體新的G-HEMT 晶體管產品家族的首款產品，650V SGT120R65AL具有 120m?的最大導通電阻 （Rds（on））、15A 的最大輸出電流和優化柵極驅動的開爾文源極引腳。該產品目前采用行業標準的 PowerFLAT 5x6 HV 緊湊型貼裝封裝，其典型應用是PC適配器、USB壁式充電器和無線充電。

　　正在開發的 650V GaN 晶體管現在有工程樣品提供，其中120m? Rds（on）的 SGT120R65A2S采用2SPAK?高級層壓封裝，取消了引線鍵合工序，提高了大功率高頻應用的能效和可靠性，SGT65R65AL 和 SGT65R65A2S的導通電阻都是65m? Rds（on），分別采用PowerFLAT 5x6 HV 和 2SPAK封裝。這些產品預計在 2022 年下半年量產。

　　此外，G-FET 系列還推出一個新的共源共柵 GaN 晶體管 SGT250R65ALCS，采用 PQFN 5x6封裝，導通電阻為250m? Rds（on），將于 2022 年第三季度提供樣品

　　G-FET? 晶體管系列是一種非常快、超低 Qrr、穩健的 GaN 共源共柵或 d 模式 FET，帶有標準硅柵極驅動，適用于各種電源設計。

　　G-HEMT? 晶體管系列是一種超快、零 Qrr 的增強模式 HEMT，并聯簡易，非常適合頻率和功率非常高的應用。

　　G-FET 和 G-HEMT 都屬于 STPOWER 產品組合的 PowerGaN 系列。