Mehr zu: Navitas 4. Generation geschützter GaN-Stromversorgung mit integrierten Treibern

Unter der Marke GaNsafe hat das Unternehmen den neben dem Treiber integrierten Schutz erhöht und ist auf eine 10 x 10 mm große TOLL-Verpackung mit einem maßgeschneiderten internen Leadframe umgestiegen (Abbildung unten).

Die ersten Produkte sind für 650 V (800 V Transienten) ausgelegt, decken Rds(on) von 35 bis 98 mΩ ab (Tabelle unten) und sind für Anwendungen von 1 bis 22 kW ausgelegt. Vorgesehen ist eine Umschaltung mit bis zu 2 MHz.

Der integrierte Schutz umfasst Kurzschluss-, Übertemperatur- und Unterspannungssperre, 20-V-Eingang und 2-kV-HBM-ESD (HBM, 1-kV-CDM). Der Kurzschlussschutz wird sowohl als „50 ns“ als auch als „300 ns Entsättigung“ beschrieben – Zu den ersten vier Geräten liegen bisher nur unvollständige Details vor. Sie testen sie derzeit, allerdings nur für „qualifizierte Kunden“, sagte Navitas.

Darüber hinaus wird das Ein- und Ausschalten von dV/dt jetzt vom Treiber gesteuert – in den ursprünglichen vierpoligen Geräten intern eingestellt, aber als „programmierbar“ beschrieben.

TOLL-Paket

TOLL-Gehäuse für die Oberflächenmontage erfreuen sich bei Energieversorgern immer größerer Beliebtheit Halbleiter Hersteller für die niedrige Induktivität, den geringen elektrischen Widerstand und den geringen thermischen Widerstand des Gehäuses.

Intern verfügt der Leadframe der Navitas-Variante über getastete Eingangs- und Kelvin-Source-Pads, aber über verschmolzene Haupt-Source-Pads. Nach Angaben des Unternehmens besteht es „IPC-9701 für lange mechanische Lebensdauer“ und bezieht sich dabei auf „IPC-9701 Thermowechseltestmethode zur Charakterisierung der Ermüdungslebensdauer von oberflächenmontierten Anbauteilen“.

Der Wärmewiderstand beträgt 0.36 K/W, und Navitas gibt eine Sperrschichttemperatur von 100 °C in einer Anwendung an, bei der sie in einem ähnlichen QFN 112 °C erreichen würde.

Die Integration des Gate-Treibers neben GaN-Schalttransistoren ist sehr sinnvoll, da diese viel schneller schalten als alle anderen gängigen Leistungstransistoren – die Streuinduktivität zwischen Treiber und Gate kann sie nicht nur verlangsamen, sondern erhöht auch die Gefahr vorübergehender Schäden an den etwas empfindlicheren Transistoren Tore.

Navitas ist nicht das einzige Unternehmen, das Gate-Treiber integriert: Einige tun dies monolithisch, andere durch Co-Packaging eines Siliziumchips.

Im Fall von Navitas begann es mit GaNfast, das über Strommessung und ein gewisses Maß an autonomem Schutz verfügen kann, und ging dann weiter zu GaNsense-Geräten mit autonomem Überstrom- und Übertemperaturschutz, „verlustfreier“ Strommessung, 30–100 ns Kurzschlussschutz, 800-V-Transientenbetrieb und 2-kV-ESD-Schutz.

„Sollte der Spitzenstrom während der Einschaltzeit jedes Schaltzyklus den gewünschten Grenzwert überschreiten, schaltet der interne Gate-Treiber den GaN-IC schnell aus und verkürzt die Einschaltdauer, um Schäden am IC zu verhindern“, sagte er das Unternehmen bei der Einführung von GaNsense.

Lassen Sie sich nicht zu sehr auf die Markensuppe ein, die Merkmale gehen ineinander über. Pre-GaNsafe-Geräte (Beispiele übrig) enthalten außerdem: On-Die-Regulierung, Hysterese-Eingänge, Bootstraping, dV/dt-Steuerung, Unterspannungs-Sperrschutz, autonomes Standby, isolierte High-Side-Pegelverschiebung, Shoot-Through-Schutz und ein Co-Package Silizium-Niederspannungssystem-Controller.

Navitas ist fablesslos und verwendet TSMC, um sein GaN zum Sterben zu bringen

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