Basati sulla collaudata tecnologia SuperGaN, i dispositivi Gen IV Plus da 650 V offrono prestazioni robuste con efficienza termica superiore e perdite di potenza ultra-ridotte.
Renesas Electronics ha presentato oggi tre nuovi FET GaN ad alta tensione da 650 V destinati a data center AI, alimentatori per server (inclusa la nuova architettura HVDC da 800 V), sistemi di ricarica per la mobilità elettrica, UPS con batterie di backup, sistemi di accumulo energetico e inverter solari.
Progettati per applicazioni multikilowatt, questi dispositivi di quarta generazione “plus” (Gen IV Plus) combinano l’efficienza della tecnologia GaN con un ingresso di pilotaggio compatibile con il silicio, riducendo significativamente le perdite di commutazione e mantenendo la semplicità operativa dei FET in silicio. Disponibili nei formati TOLT, TO-247 e TOLL, offrono ai progettisti la maggiore flessibilità nella gestione termica e nella progettazione delle schede.
La tecnologia di Transphorm
I nuovi modelli TP65H030G4PRS, TP65H030G4PWS e TP65H030G4PQS si basano sulla robusta piattaforma SuperGaN, un’architettura normalmente spenta in modalità depletion mode (d-mode) sviluppata da Transphorm, azienda acquisita da Renesas nel giugno 2024. Grazie a questa tecnologia a basse perdite, i dispositivi offrono un’efficienza superiore rispetto a quelli in silicio, carburo di silicio (SiC) e ad altri prodotti GaN. Inoltre, riducono le perdite di potenza grazie a una minore carica di gate, capacità di uscita più bassa, minori perdite per crossover e resistenza dinamica ridotta, con una soglia di tensione di 4 V non raggiungibile dai dispositivi GaN in modalità enhancement mode (e-mode) attualmente disponibili.
Efficienza e densità di potenza
Costruiti su un die più piccolo del 14% rispetto alla piattaforma Gen IV precedente, i nuovi prodotti Gen IV Plus raggiungono una RDS(ON) di 30 milliohm, riducendo la resistenza di conduzione del 14 % e migliorando del 20 % la figura di merito (FOM) tra resistenza e capacità di uscita. Le dimensioni ridotte del die abbassano i costi di sistema e la capacità di uscita, aumentando così efficienza e densità di potenza. Questi vantaggi rendono i dispositivi ideali per applicazioni ad alte prestazioni, con vincoli termici e di spazio, dove l’efficienza e la compattezza sono fondamentali. Sono inoltre pienamente compatibili con i progetti esistenti, facilitando gli aggiornamenti senza compromettere gli investimenti ingegneristici già effettuati.
Disponibili nei formati compatti TOLT, TO-247 e TOLL, offrono una delle gamme di packaging più ampie per ottimizzare le prestazioni termiche e il layout in sistemi di potenza da 1 kW a 10 kW (e oltre, se messi in parallelo). I nuovi package a montaggio superficiale includono percorsi di conduzione termica dal lato inferiore (TOLL) e superiore (TOLT), per temperature più basse e una più facile messa in parallelo dei dispositivi in caso di correnti di conduzione elevate. Inoltre, il formato TO-247, ampiamente utilizzato, offre una maggiore capacità termica per raggiungere potenze più elevate.
I commenti
“Il lancio dei dispositivi GaN Gen IV Plus rappresenta il primo importante traguardo dopo l’acquisizione di Transphorm da parte di Renesas lo scorso anno”, ha dichiarato Primit Parikh, Vicepresidente della divisione GaN di Renesas. “Le versioni future combineranno la tecnologia SuperGaN collaudata sul campo con i nostri driver e controller per offrire soluzioni di potenza complete. Che vengano utilizzati come FET autonomi o integrati in progetti completi con controller o driver Renesas, questi dispositivi offriranno un percorso chiaro per progettare prodotti con maggiore densità di potenza, ingombro ridotto ed efficienza migliorata a un costo di sistema inferiore.”
Design d-mode normalmente spento: affidabilità e integrazione semplificata
Come i precedenti prodotti GaN in modalità d-mode, i nuovi dispositivi Renesas utilizzano un MOSFET al silicio a bassa tensione integrato, una configurazione unica che consente un funzionamento normalmente spento senza rinunciare ai vantaggi di commutazione ad alta efficienza del GaN ad alta tensione. Poiché utilizzano FET al silicio per lo stadio di ingresso, i SuperGaN FET possono essere pilotati facilmente con driver standard disponibili in commercio, evitando l’uso di driver specializzati richiesti dai dispositivi GaN in modalità e-mode. Questa compatibilità semplifica la progettazione e riduce le barriere all’adozione del GaN da parte degli sviluppatori di sistemi.
I dispositivi di commutazione basati su GaN stanno rapidamente emergendo come tecnologie chiave per i semiconduttori di potenza di nuova generazione, spinti dalla crescente domanda di veicoli elettrici (EV), inverter, server per data center AI, energie rinnovabili e conversione di potenza industriale. Rispetto ai dispositivi a semiconduttore basati su silicio o SiC, offrono efficienza superiore, frequenze di commutazione più elevate e ingombri ridotti.
Renesas si distingue nel mercato GaN grazie a un’offerta completa che include FET GaN sia per applicazioni a bassa che ad alta potenza, a differenza di molti concorrenti focalizzati solo sui dispositivi a bassa potenza. Questo portafoglio diversificato consente a Renesas di soddisfare un’ampia gamma di applicazioni e necessità dei clienti. Ad oggi, Renesas ha spedito oltre 20 milioni di dispositivi GaN per applicazioni ad alta e bassa potenza, accumulando oltre 300 miliardi di ore di utilizzo sul campo.
Disponibilità
I modelli TP65H030G4PRS, TP65H030G4PWS e TP65H030G4PQS sono già disponibili, insieme alla piattaforma di valutazione GaN Totem-pole PFC da 4,2 kW (RTDTTP4200W066A-KIT). Maggiori informazioni sulle soluzioni GaN di Renesas sono disponibili su: renesas.com/gan-fets
