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STMicroelectronics

MasterGaN-Familie mit 200 und 500 W

6. Dezember 2023, 14:48 Uhr | Engelbert Hopf

In einer Halbbrücken-Konfiguration angeordnet, eignen sich die zwei GaN-HEMTs in STs neuen Bausteinen MasterGaN1L und MasterGaN4L für das Design von getakteten Stromversorgungen, Netzteilen, und Ladegeräten in Sperrwandler-, oder Durchflusswandler-Topologie.

Mit den Produkten MasterGaN1L und MasterGaN4L präsentiert STMicroelectronics die nächste Generation seiner integrierten Bausteine auf der Basis von Galliumnitrid.

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Sie vereinfachen das Design von Stromversorgungen und erfüllen dank der Wide-Bandgap-Technologie die aktuellsten Vorgaben in puncto umweltfreundliches Design. STs MasterGaN-Familie kombiniert HEMTs mit optimierten Gatetreibern, Systemschutzfunktionen und einer integrierten Bootstrap-Diode. Durch die Integration dieser Features müssen sich Entwickler nicht mit den komplexen Anforderungen herumschlagen, die GaN-Transistoren an die Gatetreiber stellen. Mit ihrem kompakten Gehäuse verbessern die Bauelemente zudem die Zuverlässigkeit, verringern den Bauteileaufwand und vereinfachen das Schaltungsdesign.

So enthalten die beiden neuen Bausteine zwei GaN-HEMTs in einer Halbbrückenkombination. MasterGaN1L und MasterGaN4L sind pinkompatibel zu den Versionen MasterGaN1 und MasterGaN4. Im Vergleich mit den früheren Ausführungen, weisen sie aber eine nochmal optimierte Einschaltverzögerung auf, die besonders in resonanten Technologien den Betrieb mit höheren Frequenzen und einem höheren Wirkungsgrad bei geringerer Last erlaubt.

Ihre Eingänge eignen sich für Signalspannungen von 3,3 bis 15 V, und erleichtern mit ihren Hysterese- und Pull-down-Eigenschaften den direkten Anschluss an den jeweiligen Steuerungsbaustein. Ein besonderer Shut-Down-Pin hilft beim Absenken der Leistungsaufnahme. Zusammen mit einer Verriegelungsschaltung verhindert das angepasste Timing der beiden GaN-HEMTs außerdem das Auftreten von Querströmen.

Im Detail besitzen die MasterGaN1L-HEMTs einen RDS(on)-Wert von 150 mOhm, verkraften einen Nennstrom von 10 A und eignen sich für Anwendungen bis 500 W. Mit ihrer Leistungsaufnahme von nur 20 mW und einem hohen Umwandlungs-Wirkungsgrad geben sie Entwicklern die Möglichkeit, strenge Vorgaben bezüglich der Standby-Leistungsaufnahme und des durchschnittlichen Wirkungsgrades zu erfüllen. Dagegen sind die MasterGaN4L-HEMTs für Anwendungen mit einer Leistung bis zu 200 W ausgelegt. Ihr RDS(on)-Wert beträgt 225 mOh, ihr Nennstrom 6,5 A.

Für Entwickler stehen die Demo-Boards EVLMG1LPBRDR1 und EVLMG4LPWRBR1 zur Verfügung. Beide Boards sind mit einem GaN-basierten Halbbrücken-Power-Modul bestückt, das auf den Betrieb in einer LLC-Schaltung abgestimmt ist. Beide Bauelemente werden bereits in Serie produziert. Sie sind in Gehäusen der Bauart GQFN mit Abmessungen von 9 x 9 x 1 mm verfügbar. Ihre Nettopreise starten bei MasterGaN1L bei 4,40 US-Dollar, im Fall des MasterGaN4L beginnen die Nettostückpreise bei 3,78 Dollar.