高まる次世代パワー半導体への期待

近年“高効率化”、“小型化”への要求は日に日に高まってきています。

しかしながら、現在の主流であるSiを材料としたパワーデバイスは物性上の限界値に近づいており、更なる改善は難しくなってきています。

そうした背景からワイドバンドギャップ半導体(SiC/GaNなど)への期待がますます大きくなっています。

Infineon Technologies(以下Infineon)はシリコン(Si)、シリコンカーバイド(SiC)、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、および窒化ガリウム(GaN)デバイス全てを提供する唯一の企業であり、独自の地位を築いています。

 

今回紹介する窒化ガリウム(GaN)もワイドバンドギャップ半導体であり、シリコンのような従来の半導体材料よりもはるかに高い電圧、周波数および温度でデバイスを動作させることができます。

1. Infineon CoolGaNの特徴

Infineon製GaNとSiMOSFETを比較した特徴

  • 絶縁破壊電界強度が10倍
  • 電子移動度が2倍
  • ゲート電荷Qgが1/10
  • 出力電荷Qossが1/10
  • 逆回復電荷Qrrが0 ※1
  • 横型構造

 

※1 Qossを除く

2. SiCとGaNの棲み分け領域

現在注目を浴びているSiCとGaNですが今後これらのデバイスの力を発揮できる領域、棲み分けとしてはどのようになっていくのでしょうか?

現状SiCに期待されている領域はIGBTの上位互換、より高い電力容量(電流、電圧)への展開です。

GaNは高速スイッチングによるシステムの小型化、高効率化に貢献することを期待されています。

3. 対象アプリケーション

現在GaNの特性を最大限発揮し期待されているアプリケーションの例として以下が上げられます。

  • サーバー
  • テレコム
  • ワイヤレス充電
  • アダプタ/充電器
  • オーディオ(D級アンプ)

 

2.5kWフルブリッジトーテムポールPFC回路の評価ボード

EVAL_2500W_PFC_GAN_A でGaNを使用したフルブリッジトーテムポールPFCを評価可能です。

2.5kWフルブリッジトーテムポールPFCでは99%を超える効率を実現しています。

EVAL_2500W_PFC_GAN_A

Infineon CoolGaN製品ラインナップ

 

RDS(on) max.

DSO-20-85

Bottom-side cooling

DSO-20-87

Top-side cooling

HSOF-8-3

(TO-leadless)

DFN 8x8

35 mΩ

IGO60R035D1**

IGOT60R035D1**

IGT60R035D1**

 

70 mΩ

IGO60R070D1

IGOT60R070D1

IGT60R070D1

IGLD60R070D1

190 mΩ

   

IGT60R190D1S*

IGLD60R190D1

   

IGT60R190D1

 

340 mΩ

     

IGLD60R340D1**

*Standard grade
**Coming soon

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