STMicroelectronics aumenta la producción de nuevos transistores PowerGaN


Con el objetivo de proporcionar un rendimiento más eficiente para aplicaciones de alto voltaje y alta corriente, STMicroelectronics (ST) anunció la producción en masa de dos nuevos dispositivos GaN utilizando su tecnología PowerGaN HEMT. Dado que las aplicaciones industriales y automotrices emergentes requieren componentes electrónicos de potencia más pequeños y eficientes, se dice que los nuevos transistores GaN de ST ofrecen un mejor rendimiento que el hardware de silicio tradicional.

La serie PowerGaN

La serie PowerGaN de STMicroelectronics promete un mejor rendimiento que el hardware de silicio tradicional, brindando a los diseñadores la capacidad de hacer que la electrónica de potencia sea más pequeña y más eficiente. Imagen utilizada por cortesía de STMicroelectronics

El último anuncio no es la primera incursión de ST en la electrónica de GaN, con productos anteriores destinados a reemplazar fácilmente el hardware de silicio aprovechando las ganancias de eficiencia de GaN. Sin embargo, los últimos transistores tienen como objetivo proporcionar a los diseñadores la mejor eficiencia posible para el futuro de los diseños de electrónica de potencia.

Este artículo proporciona una descripción general de las especificaciones clave para nuevos dispositivos y aplicaciones de muestra que podrían beneficiarse de ellas. También abordaremos tendencias más amplias en el campo de la electrónica de potencia para brindar a los lectores una idea de cómo los dispositivos de GaN están preparados para proporcionar dispositivos electrónicos mejores y más pequeños tanto para usuarios como para diseñadores.

Conmutación más pequeña y más rápida

Con la creciente necesidad de convertidores de potencia eficientes, constantemente se desarrollan nuevas topologías para convertidores CC-CC, CA-CC y CC-CA para proporcionar a los diseñadores una mayor eficiencia y rendimiento. Generalmente, las frecuencias de conmutación más altas para estos convertidores permiten un mejor rendimiento y piezas más pequeñas. Sin embargo, la tecnología de silicio se está acercando a su límite fundamental para la frecuencia de conmutación. Por lo tanto, las características inherentemente más rápidas de GaN lo hacen adecuado para dispositivos de próxima generación.

HEMT de GaN

Los HEMT de GaN aprovechan la amplia banda prohibida de GaN para soportar voltajes más altos y operar a velocidades de conmutación más altas, lo que le otorga una ventaja clave sobre el silicio. Imagen utilizada por cortesía de STMicroelectronics

El último anuncio de ST introdujo dos nuevos transistores GaN: el SGT120R65AL y el SGT65R65AL, los cuales admiten hasta 650 VV.ds y cuentan con un paquete PowerFLAT SMD y múltiples opciones de enfriamiento. El SGT120R65AL (hoja de datos adjunta) tiene una resistencia de encendido de 75 mΩ y puede manejar hasta 15 A, mientras que el SGT65R65AL (hoja de datos adjunta) tiene una resistencia de encendido de 49 mΩ y una capacitancia correspondiente de 25 A. Ambos transistores admiten una velocidad de conmutación mucho más alta. que sus contrapartes de silicio.

Conversión de energía eficiente

ST ya ha identificado varias aplicaciones que podrían beneficiarse de su tecnología PowerGaN, incluida la electrificación automotriz, las fuentes de alimentación y la generación de energía. Sin embargo, el impacto de PowerGaN podría ser considerablemente mayor dado el rendimiento de la línea de productos en convertidores de potencia altamente eficientes.

Tecnología PowerGaN

La tecnología PowerGaN se puede utilizar en electrónica de potencia, como un convertidor reductor (que se muestra aquí), para mejorar la eficiencia y el rendimiento mediante el uso de componentes más pequeños debido a la mayor frecuencia de conmutación. Imagen utilizada por cortesía de STMicroelectronics

Sin embargo, a partir de las especificaciones, parece que cualquier aplicación en la que la eficiencia, el rendimiento térmico o el tamaño sean críticos podrían beneficiarse de la gama PowerGaN. La baja resistencia hace que los dispositivos sean inherentemente ventajosos para aplicaciones de conmutación de alta corriente, mientras que los tiempos de conmutación bajos permiten componentes pasivos más pequeños en convertidores de CC/CC Dado que casi todos los componentes electrónicos requieren algún tipo de conversión de energía, la familia PowerGaN podría resultar útil para numerosos Aplicaciones de la electrónica de potencia.

Una herramienta para cada aplicación

La tendencia hacia una mayor adopción de GaN ha abierto más posibilidades de diseño para los ingenieros en el sector energético. La mayor eficiencia de GaN alivia las restricciones en los presupuestos de energía y el rendimiento térmico, mientras que la reducción del tamaño de los componentes pasivos brinda a los diseñadores más espacio para incluir potencia de procesamiento o electrónica personalizada en lugar de circuitos de acondicionamiento de energía.

Si bien GaN ciertamente tiene sus ventajas sobre el silicio en algunas aplicaciones, el futuro de la industria electrónica probablemente dependerá de una sinergia saludable entre la escalabilidad del silicio y el rendimiento computacional y las capacidades de manejo de energía de GaN para ofrecer a los diseñadores las herramientas para innovar dispositivos más eficientes.