【技术】漏源距离可缩小10倍的辐射固化的GaN FET技术助力卫星应用
瑞萨（RENESAS）是卫星和高可靠性行业领先的解决方案提供商，现正在推出氮化镓(GaN)技术和全新Intersil GaN产品系列。GaN是一种宽带隙材料，与硅相比，漏源距离可以缩小10倍，这意味着RDS(on)要小很多。尽管硅场效应管（FET）非常接近其沟道长度的理论极限，但GaN还有更多的改进空间。对设计人员的来说，GaN在尺寸、重量和效率等方面都有巨大的优势。
在硅材料上使用GaN，尺寸和重量减少有两个因素造成。首先，由于GaN减少了寄生效应，散热要求并没有那么高。其次，由于能够在更高频率下切换，因此使用较小的输出滤波器。这使得GaN能够以紧凑的解决方案尺寸下实现跟高的效率。此外，与硅FET不同，当涉及电离辐射时，GaN FET不具有栅极氧化层。这意味着辐射不能在栅极氧化层中形成陷阱，否则会将栅极移位到源极阈值电压。目前的氮化镓技术已经有了数量级的更好的优点，而且随着时间的推移，会变得更好。为了能够充分利用GaN FET，需要一个好的栅极驱动器来配合它。因此，Renesas现在推出业界首款辐射硬化低端GaN FET驱动器。此外，ISL70040SEH可以实现完整的军用温度范围操作（TA=-55℃~+125℃，TJ=-55℃~+150℃），保证了其在卫星制造领域的应用。
图一 GaN FET 结构
在设计时，研发人员从空间应用的角度出发，GaN FET在暴露于总电离剂量（TID）或重离子时提供稳定可靠的性能。图二显示了电压驱动下的最小偏移，即高剂量率和低剂量率下TID上的栅极驱动电压。图三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，我们都在规格范围内。从单一事件的瞬态角度来看，在86MeV的LET极限下，ISL70040SEH的动态开关截面积非常小，≤1.7x 10-6cm2，静态输入无高电平或低电平。
图二 GaN FET 电压驱动下的最小偏移
图三 GaN FET 工作电源电流在TID的平稳程度
GaN FET非常适合卫星应用，但需要良好的栅极驱动器（如ISL70040SEH和ISL70024SEH）才能充分发挥其潜力。与传统硅片相比，它们一起配合使用，才能实现更高效的开关，更高的频率操作，更低的栅极驱动电压和更小的解决方案尺寸。
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原厂动态 发布时间 : 2019-04-30
Renesas（瑞萨电子）所列产品最小起订量（MQQ）变更通知（RHB-P-18-0379）
描述- MOQ change - MOQ change for the Listed products.
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INTERSIL SPACE PRODUCTS Highly Reliable, Efficient, Accurate Radiation Hardened and Radiation Tolerant ICs
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型号- ISL7X040,5962R1723301VXC,ISL70040SEHX/SAMPLE,ISL73040SEHVL,5962-1723302,5962-1723301,5962R1723301V9A,ISL70040SEHVX,ISL70040SEHL/PROTO,ISL73040SEHVX,5962L1723302V9A,ISL70040SEHVL,5962L1723302VXC,ISL70040SEH,ISL73040SEH,ISL73040SEHL/PROTO,ISL73040SEHX/SAMPLE
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型号- ISL73024SEHML,ISL70024SEHX/SAMPLE,ISL70023SEH,ISL73040SEHEV4Z,ISL70024SEHML,ISL73024SEHMX,ISL73023SEH,ISL73024SEHX/SAMPLE,ISL73024SEHL/PROTO,ISL70040SEHEV3Z,ISL70024SEH,ISL73024SEH,ISL70024SEHL/PROTO,ISL70024SEHMX
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型号- ISL70040SEHX/SAMPLE,5962R1723301VXC,ISL73040SEHVL,ISL73040SEHEV4Z,5962R1723301V9A,ISL70040SEHVX,ISL70040SEHL/PROTO,ISL73040SEHVX,ISL70040SEHEV5Z,ISL70040SEHEV2Z,5962L1723302V9A,ISL70040SEHVL,ISL70040SEHEV3Z,5962L1723302VXC,ISL70040SEH,ISL73040SEH,ISL73040SEHL/PROTO,ISL73040SEHX/SAMPLE
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