JEDEC / Galliumnitrid

Zuverlässigkeit von GaN-Transistoren bewerten

19. März 2020, 14:00 Uhr | Ralf Higgelke

Mit der JEP180 hat die JEDEC eine Richtlinie veröffentlicht, mit deren Hilfe sich die Zuverlässigkeit von Schaltvorgängen bei GaN-Transistoren bewerten lässt. Das Dokument wurde vom JEDEC-Komitee JC-70 erarbeitet und kann von der Website kostenlos heruntergeladen werden.

Um erfolgreich GaN-Leistungstransistoren einsetzen zu können, müssen sowohl der zuverlässige Betrieb in getakteten Stromversorgungen als auch die Lebensdauer im Schaltbetrieb nachgewiesen werden. Existierende Tests für Silizium-Leistungstransistoren validieren nicht zwangsläufig den realen Betrieb von Leistungswandlern und eignen sich daher möglicherweise nicht für GaN-Bausteine.

Um diesem Bedürfnis Rechnung zu tragen, gibt die JEP180 den Hersteller von GaN-Transistoren und Stromversorgungen die nötige Hilfestellung an die Hand. Das Dokument wurde über einen Zeitraum von mehr als zwei Jahren von einem Team angesehener Branchenexperten führender Hersteller von GaN-Leistungsbauelementen erarbeitet. Mit der JEP180 können Hersteller und Anwender die Schaltzuverlässigkeit von GaN-Leistungstransistoren bewerten und ihre Robustheit auf technologischer und anwendungsspezifischer Ebene sicherzustellen. Das Dokument enthält Richtlinien für beschleunigte Lebensdauertests im Schaltbetrieb (Switching Accelerated Life) dynamische Betriebsdauertests bei erhöhten Temperaturen (Dynamic High-Temperature Operating-Life). Diese Tests sind für planare GaN-Leistungstransistoren vom Anreicherungs- und Verarmungstyp, für Kaskoden-Anordnungen und integrierte Power-Lösungen anwendbar.

»Diese neue Richtlinie bietet Ingenieuren die Möglichkeit, das Schaltverhalten zuverlässig zu bewerten«, meint Dr. Stephanie Watts Butler, GaN Technology Innovation Architect bei Texas Instruments und Vorsitzende des JC-70. »Dies wird die branchenweite Einführung von GaN weiter beschleunigen, insbesondere in Automobil- und Industriemärkten, wo Wirkungsgrad, Leistungsdichte und Zuverlässigkeit am wichtigsten sind.«

»Diese neue Richtlinie beleuchtet die Zuverlässigkeit von Schaltvorgängen und trägt dazu bei, GaN-Bausteine in einem breiten Spektrum von Anwendungen erfolgreich einsetzen zu können«, betont Tim McDonald, Senior Advisor des CoolGaN-Programms von Infineon und Vorsitzender des Unterausschusses JC-70.1. »Damit spricht JEP180 eines der von unseren Ausschussmitgliedern identifizierten Schlüsselthemen an. Wir arbeiten weiter daran, eine umfassende Abdeckung von Richtlinien und Standards für den Einsatz von GaN- und SiC-Bauelementen zu schaffen.«