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DESIGN ELEKTRONIK 04 2022 32 www designelektronik de Halbleiter | Galliumnitrid-Transistoren Besser durch Integration Galliumnitrid GaN ist in der Leistungselektronik zu einem wichtigen Thema geworden denn damit lassen sich Designs wie etwa Netzteile der Kategorie »80 Plus Titanium« sowie On-Board-Ladegeräte und Ladestationen für Elektrofahrzeuge EVs mit einer Leistungsdichte von bis zu 3 8 kW l realisieren Da GaN die Leis - tungsdichte und den Wirkungsgrad der - art steigern kann verdrängt es zusehends die traditionellen MOSFETs auf Siliziumbasis Dabei darf allerdings nicht übersehen werden dass GaN aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften und der möglichen Bild a lp ha sp ir it st oc k ad ob e co m Auch wenn Lösungen mit GaN-Transistoren höhere Leistungsdichten und Wirkungsgrade ermöglichen sie bringen Designherausforderungen mit sich – nur andere als Silizium-MOSFETs Im Folgenden geht es darum welche Überlegungen beim Design mit den verschiedenen Arten von GaN-FETs anzustellen sind Alexander Zahabizadeh Product Marketing Manager GaN Solutions bei Texas Instruments Performance andere Designherausforde - rungen mit sich bringt als Silizium Es gibt im Wesentlichen drei Arten von GaN-FETs mit verschiedenartigen Strukturen ■ ■ den Verarmungstyp Depletion Mode bzw D-Mode ■ ■ den Anreicherungstyp Enhancement Mode bzw E-Mode und ■ ■ den Kaskodentyp Cascade to Cathode Alle diese Varianten stellen unterschiedliche Anforderungen an die Gate-Treiber bzw das System In diesem Artikel geht es darum welche Überlegungen beim Design mit den verschiedenen Arten von GaN-FETs in erster Linie anzustellen sind wenn die Leistungsdichte angehoben werden soll Ebenso geht der Beitrag auf die Frage ein wie sich das Design durch die Integration beispielsweise eines Gate-Treibers und dessen Spannungsversorgung Bias-Spannung insgesamt deutlich vereinfachen lässt Jedem GaN-Leistungsschalter muss ein geeigneter Gate-Treiber zugeordnet werden denn sonst könnte der Baustein beim Labortest buchstäblich in Rauch aufgehen Die Gates von GaN-Bauelemente sind besonders empfindlich denn bei ihnen