Technologie eGaN se neztratí ani v autě. I když měří jen 0,9 mm

Pozoruhodných vlastností tranzistorů GaN si v redakci nevšímáme poprvé. Stále častěji se s nimi budeme potkávat i v automobilovém průmyslu, a pokud to bude nutné, ušetříme též za budiče. To, co je součástí společného pouzdra, již nemusí stát opodál.

S důvěrou na čtyři kola

Společnost EPC (Efficient Power Conversion) v květnu oznámila úspěšné složení potřebných zkoušek u dvou ze svých vyráběných prvků eGaN®, které se tak nyní v duchu AEC-Q101 podívají klidně i do drsnějšího prostředí. Půjde o samostatné tranzistory EPC2202 a také EPC2203 z obr. 1 řešené na způsob WLCS (wafer level chip-scale) s VDS na úrovni 80 V, na jejichž předpoklady dle vyjádření výrobce [1] již zanedlouho naváže několik dalších diskrétních tranzistorů a také integrovaných obvodů navržených stejně tak do náročných podmínek automobilového průmyslu.

S technologií eGaN se již ve výrobě potkáváme zhruba osm let, během kterých mohla přímo v provozu přesvědčit o svých kvalitách například u LiDARů (Light Detection and Ranging) či radarů pro autonomní vozidla, v rámci 48V–12V DC/DC měničů nebo též v reflektorech kamionů. Úspěšnými testy dle AEC- -Q101 se však, a to navzdory zranitelnějšímu způsobu pouzdření, v EPC chlubí teprve nyní.

První z tranzistorů, EPC2202, je potřeba vnímat jako FET (Enhancement- Mode) popsaný maximálním trvalým napětím mezi vývody drain a source 80 V, taktéž odporem v sepnutém stavu R_DS(on) 17 mΩ, pulzní proudovou zatížitelností při pokojové teplotě a v délce trvání 300 μs na úrovni I_D 75 A, trvale pak 18 A a samozřejmě provozním rozsahem T_J od –40 °C až do +150 °C. Rozměry pouzdra se ustálily na 2,1 × 1,6 mm. I to však může být hodně, zejména pokud uvážíme dalšího kandidáta v podobě 80V tranzistorů eGaN EPC2203 zabírajících pouhých 0,9 × 0,9 mm. Jejich odpor v sepnutém stavu v maximu poroste až na 80 mΩ, s pulzy se pak bude nutné zastavit na 17 A a s trvalým průtokem I_D konečně na 1,7 A. Nabízí se srovnání s MOSFETovými protějšky na křemíkové bázi, které zaberou nejen více místa, ale budou také spínat 10- až 100krát pomaleji. Cenu prvních FETů eGaN výrobce při odběru 1 000 kusů stanovuje na 1,57 dolaru, miniatury EPC2203 pak za stejných podmínek vychází na 0,44 dolaru. K okamžitému dostání jsou u distributora, společnosti Digi-Key.

Bez budiče ani krok

Některé součástky k sobě patří více, jiné zase méně a další budou mít pouto tak silné, že se je nevyplatí vůbec od sebe oddělovat. A proč taky, když to jde březnovým novinkám EPC – tranzistorům GaN s integrovanými budiči hradla spolu tak dobře! 200V / 40mΩ FETy eGaN EPC2112 s trvalou zatížitelností 10 A doplňují ve stejných pouzdrech na způsob BGA o rozměrech 2,9 × 1,1 mm tentokrát duální prvky EPC2115 (150 V, 5 A a 88 mΩ).

V obou případech zachycených na obr. 2 pracujeme s doporučeným napájecím napětím budiče 5 V a zvládáme činnost až do 7 MHz. Účinnému vystupování v řadě topologií podpořených dále několika vývojovými deskami nahrávají velmi malé parazitní kapacity, indukčnosti a také nulové náboje Q_RR (Reverse Recovery) [2].