英飞凌科技最近推出了全新的高压分立器件系列——CoolGaN™ Transistors 650 V G5，进一步增强了其氮化镓（GaN）产品组合。该新系列旨在广泛应用于消费电子和工业领域的开关电源（SMPS），包括USB-C适配器和充电器、照明、电视、数据中心和通信直流电源整流器，以及可再生能源和家电电机驱动等领域。
据报道，新型的GaN器件因其高电子迁移率和击穿场强，能够承受更高的电压和电流密度，实现更高的功率密度。这意味着在需要高功率输出的应用中，GaN器件具有显著优势，如电力电子转换器、雷达系统等。此外，GaN器件的开关速度比传统硅基功率器件快10倍以上，能够在更高的频率下工作，减少开关损耗。这使得GaN器件在高频应用中表现出色，如5G通信和卫星通信等领域。
英飞凌最新一代的CoolGaN系列是CoolGaN Transistors 600 V G1的直接替代品，能够快速进行现有平台的重新设计。为了确保在重点应用中的卓越开关性能，新器件提供了显著改进的关键指标。
与英飞凌之前的产品及主要竞争对手相比，CoolGaN 650 V G5晶体管具有50%的输出电容能量（Eoss）降低， 60%的漏源电荷（Qoss）提升，漏源电荷（Qgs），也称为栅-源电荷，是指在栅极电压从0V上升到特定驱动电压时，栅极和源极之间累积的电荷量。这部分电荷主要用于克服MOSFET内部的栅源电容，帮助建立起控制沟道的电场。简单来说，漏源电荷是MOSFET在开启过程中，栅极需要积累的电荷，以形成足够的电场来控制半导体材料中的电子流动，从而使电流能够从漏极流向源极。漏源电荷的大小直接影响了MOSFET的开关速度，因为它决定了栅极电压达到阈值电压所需的时间。
图：英飞凌推出新一代GaN功率器离散器件
除漏源电荷的提升外，栅极电荷（Qg）也减少了60％。这些改进综合起来，为软开关和硬开关应用提供了卓越的效率。这些特性结合在一起，使得在软开关和硬开关应用中都能实现卓越的效率，与常规硅技术相比，可以减少20%到60%的功率损失，具体取决于特定的应用场景。
这些性能优势使得新器件能够在高频下运行，并最大限度地减少功率损耗，从而实现更高的功率密度。650 V G5 CoolGaN晶体管使得SMPS应用能够在相同外形尺寸下实现更小、更轻的设计，或者扩大输出功率范围。该系列高压晶体管提供了多种RDS(on)封装组合，包括ThinPAK 5×6、DFN 8×8、TOLL和TOLT等表面贴装封装，提供了十种RDS(on)等级。所有产品都在奥地利维拉赫（Villach）和马来西亚古林（Kulim）的高性能8英寸生产线上制造。英飞凌计划未来将CoolGaN产品线转移至12英寸生产，这将提升其CoolGaN的产能，并确保在预计到2029年达到20亿美元的GaN功率市场中稳定的供应链。
据悉，CoolGaN 650 V G5晶体管将在2024年慕尼黑电子展（electronica 2024）上展出。
