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Siliziumkarbid bekommt Konkurrenz

Transphorm zeigt 1200-V-GaN-Transistor auf der ISPSD

2. März 2022, 8:47 Uhr | Ralf Higgelke

Die neuesten Forschungsergebnisse für sein 1200-V-GaN-Bauelement wird Transphorm auf dem ISPSD im Mai 2022 vorstellen. Dieses Bauteil, das im Jahr 2023 bemustert werden soll, steht in direkter Konkurrenz zu SiC-MOSFETs.

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In einer Präsentation auf dem International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs (ISPSD) im Mai wird Transphorm detaillierte Informationen zur Konfiguration und Leistungsanalyse an einer hart geschalteten, synchronen Boost-Halbbrücke mit einem GaN-Bauelement mit 1200 V Sperrspannung veröffentlichen. Bislang liegen die kommerziell erhältlichen GaN-Transistoren im Allgemeinen im Bereich von 600 bis 650 V, wobei Transphorm auch ein 900-V-Bauelement anbietet.

Das neue 1200V-GaN-Bauelement in einem TO-247-Gehäuse hat einen Durchlasswiderstand R_DS(on) von 70 mΩ und lässt sich laut Hersteller unkompliziert auf einen niedrigeren Widerstand und höhere Leistungen skalieren. Erste Ergebnisse zeigen auch einen niedrigen Leckstrom mit einer Durchbruchspannung von über 1400 V.

Damit schneidet das Bauteil im Vergleich zu führenden SiC-MOSFETs mit ähnlichem Einschaltwiderstand ausgezeichnet ab, wie das Unternehmen verlauten ließ. Dieser Nachweis könnte dazu beitragen, Galliumnitrid in anspruchsvollen, leistungsstarken Anwendungen zu nutzen, die traditionell auf Lösungen mit Siliziumkarbid angewiesen sind. Dadurch könnten Kunden die inhärenten Vorteile von Galliumnitrid nutzen - hohe Leistungsdichte, hoher Wirkungsgrad, geringe Schaltverluste und niedrigere Gesamtsystemkosten.

»Basierend unserer vertikalen Integration haben unsere Entwickler erneut die Grenzen dessen, was mit Galliumnitrid möglich ist, erweitert«, freut sich Umesh Mishra, CTO und Gründungsmitglied von Transphorm. »Unser Ziel ist es, ein zuverlässiges GaN-Produkt für sehr hohe Spannungen auf den Markt zu bringen, um Kunden eine größere Auswahl bei der Entwicklung von Stromversorgungssystemen zu bieten. Unser 1200-Volt-GaN-FET wird eine hervorragende Performance bei besseren Designmöglichkeiten und einer höheren Kosteneffizienz als SiC-Lösungen bieten. Wir sehen dies als einen wichtigen Meilenstein für die Branche der GaN-Leistungselektronik.«

Mit finanzieller Unterstützung des Programms ARPA-E CIRCUITS, das vom Illinois Institute of Technology geleitet wird, entwickelt Transphorm 1200-V-GaN-Transistoren für die Elektromobilität und für Energiesysteme in der IT-Infrastruktur sowie für industrielle Systeme und erneuerbare Energien.