Nexperia 的新系列GaN FET 解決方案在 TO-247 和專有的 CCPAK 表面貼裝封裝中采用下一代高壓 GaN HEMT H2 技術，主要面向汽車、5G 和數據中心應用。Nexperia 還發布了具有 120-V、150-V 和 200-V 反向電壓的硅鍺 (SiGe) 整流器新解決方案，這些解決方案結合了肖特基同類產品的高效率和快速恢復二極管的熱穩定性。

新器件在通態電阻方面提供卓越的性能，并通過級聯配置簡化設計，無需驅動器和控件。

Nexperia 總經理 Michael LeGoff 表示：“我們發現機架式電源對電信服務器的吸引力。“即使在 5G 數據中，數據場也需要越來越高的效率，當然在所有輸出范圍內的效率都超過 90%，這使您進入鈦級。這就是我們發現對我們的產品組合的需求量更大的地方。”

汽車制造商和其他系統的設計人員正在更高的溫度下運行，并且越來越多地追求更高的效率——無論是出于小型化、性能、監管還是其他原因。針對汽車、通信基礎設施和服務器市場，新型 1 至 3A SiGe 整流器在 LED 照明、發動機控制單元或燃料噴射等高溫應用中特別有利。

Nexperia 產品經理 Jan Fischer 表示：“在理想情況下，設計人員會使用肖特基二極管，因為它們非常高效，正向電壓低，而且開關速度非常快。” “他們唯一的問題是，首先，他們不適合這么高的電壓。因此，對于大約 150 或 200 V 的電壓，它們并不容易找到，因為它們變得非常低效，而且它們的熱穩定性也不太穩定。

“當你在非常高的溫度下操作它們時，它們往往會進入一種稱為熱失控的效應，”他補充道。“這就是為什么對于泄漏電流非常敏感的高溫應用，我們的客戶經常使用 PN 整流器的原因，但反過來，它們效率不高，因為它們具有非常高的正向電壓和高傳導損失。我們相信硅鍺整流器可以兼具兩全其美，因為它們提供像肖特基二極管一樣的低 Vf 和 PN 整流器的熱穩定性。”

氮化鎵解決方案

GaN 晶體管比硅 MOSFET 更快、更小。GaN 的性能表明效率和性能得到了顯著提高，從而帶來了一些硅技術無法實現的新應用。

新的 GaN 技術使用外延通孔，將缺陷和模具尺寸減少了大約 24%。[R DS（ON）也減少到只有41毫歐（最大，35毫歐（典型值），在25℃）與在傳統的TO-247初始版本。對于 CCPAK 表面貼裝版本，降低將進一步增加，最高可達 39 mΩ（在 25°C 時最大為 33 mΩ，典型值）。由于這些部件被配置為級聯器件，因此它們也很容易使用標準硅 MOSFET 驅動器進行驅動。CCPAK 表面貼裝版本 GAN039 將符合 AEC-Q101 的汽車應用標準。

“它還使我們能夠提高RDS(on)水平，但仍使用相同的共源共柵配置，”LaGoff 說。“我們看到動態特性提高了約 15%。將采用這一工藝已獲批準的下一代技術發布的兩款產品采用 TO-247 封裝，可為您提供約 41 mΩ 的RDS(on)，我們也將發布相同的產品芯片采用我們的 CCPAK 表面貼裝封裝，有頂部和底部冷卻選項。CCPAK 將成為我們認為的行業領先的表面貼裝設備。”

CCPAK 表面貼裝采用創新和成熟的銅夾封裝技術來代替內部連接線。這減少了寄生損耗，優化了電氣和熱性能，并提高了可靠性：與引線鍵合解決方案相比，寄生電感降低了 3 倍，從而降低了開關損耗和 EMI，以及更高的可靠性。

CCPAK GaN FET 提供頂部或底部冷卻配置。

圖 1：Nexperia 的解決方案

硅鍺解決方案

SiGe 整流器將肖特基整流器的效率與快速恢復二極管的熱穩定性相結合，使工程師能夠優化他們的 100 至 200V 電源設計。對于許多電路設計而言，主要挑戰是每個空間集成更多功能、最高效率設計和系統小型化。SiGe 整流器是一種理想的解決方案，具有高效率、易于熱設計和小尺寸等優點。

這些器件適用于汽車行業、服務器市場和通信基礎設施中的應用，可在高達 175°C 的溫度下安全運行。SiGe 具有比硅更小的頻帶、更快的開關頻率和更大的電子遷移率，從而提供改進的高頻開關行為。Nexperia 開發了多項工藝專利，可滿足看似相互沖突的高效和高溫操作需求（圖 2和圖3）。

圖 2：Nexperia 新型 SiGe 整流器的內部結構簡化圖

圖 3：肖特基和 SiGe 整流器的漏電流與外殼溫度的關系。當泄漏電流的增加變得超指數時，就會發生熱失控。

為了進一步提高性能，Nexperia 提供的解決方案采用 FlatPower (CFP) 兩引腳夾式封裝（CFP3 和 CFP5），從而提供出色的散熱性能。它還允許引腳對引腳的兼容性以及肖特基整流器和快速恢復整流器的直接替代品。

SiGe 器件具有低漏電流（約 1 nA）和更低的傳導損耗，從而提高了各種應用的效率。Fischer 說：“粗略估計，在熱穩定性與最佳快速恢復二極管相同的情況下，您可以預期效率提高 5% 到 10%。”

所有設備均通過了 AEC-Q101 汽車使用認證——按照多家汽車制造商的要求，終生通過 2 次 AEC-Q101 測試。其他重要應用包括 LED 照明和通信基礎設施。

審核編輯：郭婷