ROHM成功提升150V GaN HEMT闸极耐压至8V

150V GaN。

半导体制造商ROHM针对工控装置和通讯装置等电源电路，将150V GaN HEMT(以下称为GaN元件)的闸极耐压(闸极-源极额定电压)提升至8V。近年来在服务器系统等设备中，由于IoT装置的需求日益成长，功率转换效率的提升和装置小型化已经成为重要的课题之一。

一直以来，ROHM持续研发与量产领先业界的SiC元件和其他具有优势的矽元件，以及在中等耐压范围具出色高频工作效能的GaN元件。本次ROHM就现有GaN元件长期存在的课题，研发出可以提高闸极-源极额定电压的技术，为各类应用提供更广泛的电源解决方案。

与矽元件相比，GaN元件具有更低的导通电阻值和更优异的高速开关效能，因有助降低开关电源功耗及装置小型化，所以在基站和数据中心等设备中被寄予厚望。然而GaN元件的闸极-源极额定电压较低，在开关工作期间可能会发生超过额定值的过冲电压，在产品可靠性方面一直存在很大的问题。

上述背景下，ROHM利用独创结构成功地将闸极-源极额定电压从6V提高到了8V，这将有助采用高效率GaN元件的电源电路设计提升范围和可靠性。

此外，更针对此技术研发出专用封装，不仅可透过更低的寄生电感彻底发挥元件效能，还能使产品更易于安装在电路板上，并且具有更出色的散热性，让现有矽元件的替换和安装制程操作上更加轻松。

ROHM即将推出的GaN元件具有三项特点：一、采用ROHM独创结构，将闸极-源极额定电压提高至8V，一般耐压200V以下的GaN元件闸极驱动电压为5V，而其闸极-源极额定电压为6V，电压余量仅有1V。

一旦超过元件的额定电压，就可能会产生劣化和损坏等可靠性问题，这时就需要对闸极驱动电压进行高精度的控制，这也因此成为阻碍GaN元件普及的重大瓶颈。

针对上述课题，ROHM透过独创结构，成功地将闸极-源极间的额定电压从6V提高到了业界顶级的8V。这使元件工作时的电压余量达到一般产品的三倍，开关工作过程中即使产生了超过6V的过冲电压，元件也不会劣化，因此有助提高电源电路的可靠性。

二、使用在电路板上易于安装且具有出色散热性的封装，该GaN元件所采用的封装形式，具有出色的散热效能且通用性更高，因此在可靠性和可安装性方面拥有不错的实绩，也将使现有矽元件的替换工作和安装制程中的操作更加容易。

此外透过采用铜片键合封装技术，使寄生电感值比传统封装降低了55%，在设计高频工作电路时，可以更大程度地发挥出元件效能。三、与矽元件相比，开关损耗降低了65%，该GaN元件不仅提高了闸极-源极额定电压，还采用了低电感封装，更能够更大程度地发挥元件效能，与矽元件相比，开关损耗可减少约65%。