在德国举行的的PCIM欧洲展上(Power Conversion Intelligent Motion),比利时的纳米电子研究中心imec展示了一种功能性GaN半桥与驱动器单片共同集成。该芯片安装在降压转换器测试板上,可将48V的输入电压转换为1V的输出电压,脉冲宽度调制信号为1MHz。该成果利用了imec在GaN-on-SOI和GaN-on-QST技术平台氮化镓,降低了寄生电感并提高了换向速度。
目前的GaN功率电子器件是由现成的分立元件主导。为了充分发挥GaN功率技术的潜力,imec在一个GaN-IC芯片中单片集成了半桥和驱动器。通过使用低压逻辑晶体管,一套低欧姆和高欧姆电阻的无源元件,一个MIM电容器可以在单个芯片上实现高端集成电源系统。
Imec的解决方案基于imec的GaN-on-SOI和GaN-on-QST技术平台,通过掩埋氧化物和氧化物填充的深沟槽隔离,实现功率器件,驱动器和控制逻辑的电流隔离。这种隔离方案不仅消除了对半桥的高侧开关产生负面影响的有害反向选通效应,而且还降低了干扰控制电路的开关噪声。通过设计用于驱动高侧开关的共同集成电平转换器,避免重叠栅极输入波形的死区时间控制器,以及片上脉冲宽度调制电路,可以制造高度集成的降压和升压转换器。
业务开发经理丹尼斯马肯说:“有人可能会认为,通过使用SOI或QST晶圆代替硅晶片将导致更昂贵的技术。相反,采用imec的GaN-IC技术,包括驱动器和模拟模块等在内的完整转换器是片内的,然后可以采用简单的封装技术封装,因为频率敏感元件已经在芯片上连接,这大大节省了最终电力系统的成本。”