【选型】全新抗辐射氮化镓产品系列，卫星和高可靠性行业的最佳解决方案

时间： 2018-04-10 来源：Renesas

瑞萨科技是卫星和高可靠性行业领先的解决方案提供商，现在正推出氮化镓技术，并推出了全新Intersil抗辐射氮化镓产品系列。

氮化镓（GaN）是一种宽带隙材料，与硅相比，漏源距离可以减小10倍，这意味着其导通电阻R_DS(on)要小得多。尽管硅场相应管（Field Effect Transistor，FET）已经非常接近其沟道长度的理论极限，但是GaN还有具有更多的进步空间。GaN带给电源设计人员的优势包括尺寸、重量和效率。

图1 Intersil抗辐射氮化镓产品系列优势

与硅相比，使用氮化镓能够带来尺寸和重量减少，其原因主要来自两个方面。首先，由于GaN减少了寄生效应，所以对散热器的散热要求不再那么严苛。其次，由于其能够在较高频率下切换，因此可以使用更小的输出滤波器。这使得GaN能够以紧凑的解决方案尺寸实现更加出色的效率。

目前的氮化镓技术已经有了成数量级的提高以及更好的品质因数，而且这只会随着时间的推移而变得更好。为了能够充分利用GaN FET（氮化镓场效应晶体管），你需要一个好的栅极驱动器来配合它。因此瑞萨现在推出了业界首款抗辐射低边GaN FET驱动器。

GaN FET栅极驱动器需要提供一个在任何条件下都不会超过6V的、能够良好调节的栅极电压。瑞萨推出的ISL70040SEH栅极驱动器能够调节一个4.5V的栅极电压，以便满足空间和高可靠性行业的电压裕度要求。

图2 ISL70040SEH栅极电压

瑞萨除了ISL70040SEH低边驱动器以外，还推出了电压为100V和200V的GaN FET——ISL70023SEH，ISL70024SEH。V_DD被设置为5V，输入由一个频率设置为500KHz的函数发生器所驱动。正如图3所示，它具有快速的切换时间，在上升沿和下降沿上的过冲最小，并具有稳定的4.5V栅极驱动电压。

图3 ISL70024SEH输入输出示意图

ISL70040SEH在设计时从航空应用的角度出发，在暴露于总电离剂量（TID）或重离子时能够提供稳定可靠的性能。图4显示了电压驱动下的最小偏移，即高剂量率和低剂量率下，在TID上的栅极驱动电压。图5显示了工作电源电流在TID上的平稳程度。对于栅极驱动电压和电源电流而言，ISL70040SEH都在特定的规格范围内。从单一事件瞬态的角度来看，在LET限制为86MeV的条件下，ISL70040SEH的动态开关横截面积非常小，可小于1.7×10^-6cm²。

图4 栅极电压随总剂量率的变化

图5 电源电流在TID上的平稳程度

Intersil推出的ISL70024SEH和ISL70023SEH系列GaN FET非常适合卫星应用，但需要良好的栅极驱动器才能充分发挥其潜力。与传统硅片相比，上述GaN FET与ISL70040SEH栅极驱动器一起实现了更加高效的切换，更高频率的操作，更低的栅极驱动电压和更小的解决方案尺寸。

图6 Intersil抗辐射氮化镓产品系列

ISL70023SEH/ISL73023SEH和ISL70024SEH/ISL73024SEH应用领域：

·开关稳压器

·电机驱动器

·继电器驱动

·浪涌保护

·井下钻探

·高可靠性工业

ISL70040SEH/ISL73040SEH应用领域：

·反激式和正激式转换器

·升压和PFC转换器

·次级同步FET驱动器

选型指南：

ISL70023SEH/ISL73023SEH和ISL70024SEH/ISL73024SEH：

型号	击穿电压	R_DS(ON)	总栅极电荷	高剂量率（HDR）	低剂量率（LDR）
ISL70023SEH	100V	5mΩ	14nC	100krad（Si）	75krad（Si）
ISL73023SEH	100V	5mΩ	14nC	100krad（Si）	75krad（Si）
ISL70024SEH	200V	45mΩ	2.5nC	100krad（Si）	75krad（Si）
ISL73024SEH	200V	45mΩ	2.5nC	100krad（Si）	75krad（Si）

ISL70040SEH/ISL73040SEH：

型号	栅极驱动电压	军用温度范围	高剂量率（HDR）	低剂量率（LDR）
ISL70040SEH	4.5V	-55°C~+125°C	100krad（Si）	75krad（Si）
ISL73040SEH	4.5V	-55°C~+125°C	100krad（Si）	75krad（Si）

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全部评论（1）

菲娜樱子 Lv8. 研究员 2018-04-10

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