GaN-FETs und GaN-HEMTs Die GaN-Spezialitäten von STMicroelectronics für 2022

Von Gerd Kucera

STMicroelectronics stellt das erste PowerGaN-Produkt für energieeffizientere, schlankere Stromversorgungen vor und kündigt für 2022 weitere GaN-Neuentwicklungen an.

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Das erste Mitglied in einer neuen GaN-Familie innerhalb des STPOWER-Portfolios: SGR120R65AL mit 120 mΩ On-Widerstand.
Das erste Mitglied in einer neuen GaN-Familie innerhalb des STPOWER-Portfolios: SGR120R65AL mit 120 mΩ On-Widerstand.
(Bild: STMicroelectronics)

Im STPOWER-Portfolio gibt es eine neue Familie von GaN-Leistungshalbleitern, die den Energieverbrauch deutlich senken und schlankere Designs in einer Vielzahl von elektronischen Produkten ermöglichen soll. Zu den Zielanwendungen gehören beispielsweise Ladegeräte, externe Netzteile für PCs, Treiber für LED-Beleuchtung und Stromversorgungen für Fernseher und Haushaltsgeräte. Bei Anwendungen mit höherer Leistung kommen die PowerGaN-Bauteile von ST auch in Telekom-Netzteilen, Industrie-Motorantrieben, Photovoltaik-Wechselrichtern sowie Elektrofahrzeugen und Ladegeräten zur Anwendung.

„Unsere jetzige Neuvorstellung eines GaN-HEMT ist das erste Produkt einer weiteren Bausteinfamilie, die zum STPOWER-Portfolio gehört und einmal mehr für Leistungsschub in einer Vielzahl von Stromversorgungen in Konsumgütern sowie Industrie- und Automobilanwendungen sorgen kann“, konstatiert Edoardo Merli, General Manager der Power Transistor Macro-Division und Group Vice President der Automotive and Discrete Group von STMicroelectronics.

Merli: „Wir wollen das PowerGaN-Portfolio schrittweise weiter auszubauen. Galliumnitrid ist ein Verbindungs-Halbleitermaterial mit breiter Bandlücke, das weitaus höhere Spannungen als herkömmliches Silizium unterstützt und Leitungsverluste reduziert. Die Möglichkeit, mit höheren Frequenzen zu arbeiten, erlaubt den Einsatz kleinerer passiver Bauelemente.

Der erste Baustein der neuen GaN-HEMT-Transistorfamilie von ST ist der 650-V-SGT120R65AL mit einem maximalen On-Widerstand (RDS(on)) von 120 mΩ, einer maximalen Strombelastbarkeit von 15 A und einem Kelvin-Source-Anschluss für optimierte Gate-Ansteuerung. Er ist ab sofort in einem oberflächenmontierbaren PowerFLAT-5x6-HV-Gehäuse nach Industriestandard erhältlich. Typische Anwendungen sind PC-Adapter, USB-Wandladegeräte und drahtloses Laden.

Die noch in der Produktionsvorbereitung befindlichen weiteren 650-V-GaN-Transistoren gibt es ab sofort als Entwicklungsmuster. Dazu gehören der Baustein SGT120R65A2S mit 120 mΩ RDS(on) in einem 2SPAK-Gehäuse. Die beiden Varianten SGT65R65AL und SGT65R65A2S im PowerFLAT-5x6-HV- bzw. 2SPAK-Gehäuse haben beide ein RDS(on) von 65 mΩ. Die Serienproduktion für diese Produkte soll im zweiten Halbjahr 2022 starten.

Darüber hinaus soll ein neuer Kaskoden-GaN-Transistor, Typenbezeichnung SGT250R65ALCS, mit 250 mΩ RDS(on) in einem PQFN5x6-Gehäuse auf den Markt kommen. Er gehört zur GaN-FET-Familie und soll im dritten Quartal 2022 zur Bemusterung verfügbar sein. Laut STMicroelectronics umfast die GaN-FET-Serie sehr schnelle und robuste GaN-Kaskoden- bzw. d-Mode-FETs mit Standard-Silizium-Gate-Treiber für eine Vielzahl von Leistungsanwendungen mit sehr niedrigem Qrr. Generell ist die GaN-HEMT-Transistorfamilie ist ein außerordentlich schneller und leicht parallelisierbarer e-mode-HEMT mit null Qrr, so ST, der sich gut für Hochfrequenz- und Leistungsanwendungen eigne. GaN-FET und GaN-HEMT gehören beide zur PowerGaN-Familie des STPOWER-Produktportfolios von STMicroelectronics.

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