ROHM開(kāi)發(fā)出可更大程度激發(fā)GaN器件性能的超高速柵極驅(qū)動(dòng)器IC

全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM（總部位于日本京都市）開(kāi)發(fā)出一款超高速驅(qū)動(dòng)GaN器件的柵極驅(qū)動(dòng)器IC“BD2311NVX-LB”。

近年來(lái)，在服務(wù)器系統(tǒng)等領(lǐng)域，由于IoT設(shè)備的需求日益增長(zhǎng)，電源部分的功率轉(zhuǎn)換效率提升和設(shè)備的小型化已經(jīng)成為重要的社會(huì)課題，而這就要求功率元器件的不斷優(yōu)化。另外，不僅在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，在工業(yè)設(shè)備和社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控等領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛的LiDAR*1，也需要通過(guò)高速脈沖激光照射來(lái)進(jìn)一步提高識(shí)別精度。

在這類(lèi)應(yīng)用中，必須使用高速開(kāi)關(guān)器件，因此，ROHM在推出支持高速開(kāi)關(guān)的GaN器件的同時(shí)，還開(kāi)發(fā)出可更大程度地激發(fā)出GaN器件性能的超高速驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器IC。不僅如此，ROHM還會(huì)不定期推出更小型的WLCSP*2產(chǎn)品，助力應(yīng)用產(chǎn)品的小型化。

新產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了納秒（ns）量級(jí)的柵極驅(qū)動(dòng)速度，從而使GaN器件可實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)關(guān)。之所以能實(shí)現(xiàn)該特性，離不開(kāi)ROHM對(duì)GaN器件的深入研究以及對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)器IC性能的追求。通過(guò)最小柵極輸入脈寬為1.25納秒的高速開(kāi)關(guān)，助力應(yīng)用產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)小型化、進(jìn)一步節(jié)能和更高性能。

另外，新產(chǎn)品通過(guò)采用ROHM自有的驅(qū)動(dòng)方式、搭載柵極輸入波形過(guò)沖*3（一直以來(lái)的難題）抑制功能，可以防止因過(guò)電壓輸入而導(dǎo)致的GaN器件故障；通過(guò)集成ROHM的EcoGaN?，還可以簡(jiǎn)化配套產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，有助于提高應(yīng)用產(chǎn)品的可靠性。不僅如此，針對(duì)多樣化的應(yīng)用需求，還可以通過(guò)調(diào)整柵極電阻，來(lái)選擇理想的GaN器件。

新產(chǎn)品已于2023年9月開(kāi)始量產(chǎn)（樣品價(jià)格900日元/個(gè)，不含稅）。

ROHM擁有有助于節(jié)能和小型化的GaN器件產(chǎn)品陣容——“EcoGaN?”系列產(chǎn)品，未來(lái)，ROHM將通過(guò)提供與更大程度地激發(fā)出這些GaN器件性能的柵極驅(qū)動(dòng)器IC相結(jié)合的電源解決方案，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)貢獻(xiàn)力量。

臺(tái)灣國(guó)立中央大學(xué) 電氣工程專(zhuān)業(yè) 辛裕明 教授

GaN器件有望成為一種在高頻范圍的性能表現(xiàn)優(yōu)于硅器件的產(chǎn)品。在功率開(kāi)關(guān)應(yīng)用中，特別是在DC-DC和AC-DC轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域，GaN器件的高頻特性可提高功率密度，因而有助于實(shí)現(xiàn)更小型、更節(jié)能的電路。

而要想更大程度地發(fā)揮出GaN器件的性能，不僅需要考慮GaN HEMT*4的低驅(qū)動(dòng)電壓，可實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)器IC也是必不可缺的。ROHM致力于通過(guò)先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)更大程度地提高GaN器件的性能，這引起了我們的關(guān)注。我與劉宇晨教授（國(guó)立臺(tái)北科技大學(xué)）和夏勤教授（長(zhǎng)庚大學(xué)）合作，對(duì)ROHM的柵極驅(qū)動(dòng)器IC“BD2311NVX”進(jìn)行了測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果證實(shí)，與其他驅(qū)動(dòng)器IC相比，BD2311NVX在降壓和升壓轉(zhuǎn)換器1MHz開(kāi)關(guān)頻率下的上升時(shí)間更短，開(kāi)關(guān)噪聲更小。

縮短驅(qū)動(dòng)器IC的這種上升時(shí)間有助于更大程度地發(fā)揮出GaN在降低開(kāi)關(guān)損耗方面的優(yōu)勢(shì)。另外，我們對(duì)于在電源和驅(qū)動(dòng)器等的模擬技術(shù)方面優(yōu)勢(shì)顯著的ROHM GaN解決方案也抱有非常高的期望。

＜在LiDAR中的應(yīng)用示意圖＞

＜產(chǎn)品陣容＞

＜應(yīng)用示例＞

• LiDAR（工業(yè)設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控應(yīng)用等）驅(qū)動(dòng)電路
• 數(shù)據(jù)中心、基站等的48V輸入降壓轉(zhuǎn)換器電路
• 便攜式設(shè)備的無(wú)線(xiàn)供電電路
• D類(lèi)音頻放大器等

＜參考設(shè)計(jì)信息＞

ROHM官網(wǎng)上提供配備新產(chǎn)品、ROHM 150V GaN“EcoGaN?”和高輸出功率激光二極管的LiDAR用參考設(shè)計(jì)。通過(guò)參考設(shè)計(jì)，有助于減少應(yīng)用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)工時(shí)。 參考設(shè)計(jì)產(chǎn)品型號(hào)：REFLD002-1（矩形波型電路） REFLD002-2（諧振型電路）

＜什么是EcoGaN?＞

EcoGaN?是通過(guò)更大程度地發(fā)揮GaN的性能，助力應(yīng)用產(chǎn)品進(jìn)一步節(jié)能和小型化的ROHM GaN器件，該系列產(chǎn)品有助于應(yīng)用產(chǎn)品進(jìn)一步降低功耗、實(shí)現(xiàn)外圍元器件的小型化、減少設(shè)計(jì)工時(shí)和元器件數(shù)量等。