A tecnologia IC de controle de ultra-alta velocidade da ROHM maximiza o desempenho de dispositivos de comutação GaN

Republicado por Platão

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23 Março de 2023

Devido às suas características superiores de comutação de alta velocidade, a adoção de dispositivos GaN se expandiu nos últimos anos. No entanto, a velocidade dos CIs de controle (para direcionar o acionamento desses dispositivos) tornou-se desafiadora.

Em resposta, a ROHM Co Ltd, fabricante japonesa de semicondutores de potência, desenvolveu ainda mais sua tecnologia Nano Pulse Control de alta velocidade (que é projetada para ICs de fonte de alimentação), melhorando a largura de pulso de controle dos convencionais 9ns para o que se afirma ser um melhor da indústria de 2ns. O aproveitamento dessa tecnologia permitiu que a ROHM estabelecesse sua tecnologia IC de controle de velocidade ultra-alta, que pode maximizar o desempenho dos dispositivos GaN.

A miniaturização do circuito de alimentação requer uma redução no tamanho dos componentes periféricos por meio de comutação de alta velocidade, diz ROHM. Conseguir isso requer um IC de controle que pode aproveitar o desempenho do drive de dispositivos de comutação de alta velocidade, como GaN.

Para propor soluções que incluem componentes periféricos, a ROHM estabeleceu a tecnologia IC de controle de velocidade ultra-alta otimizada para dispositivos GaN utilizando a tecnologia proprietária de fonte de alimentação analógica Nano Pulse Control. A tecnologia de controle de pulso de velocidade ultra-alta da ROHM atinge um tempo de ativação (largura de controle do IC da fonte de alimentação) da ordem de nanossegundos, tornando possível converter de altas para baixas tensões usando um único IC - ao contrário das soluções convencionais que exigem dois CIs de alimentação.

A ROHM está trabalhando para comercializar ICs de controle utilizando esta tecnologia, com planos para iniciar o envio de amostras de IC de controle DC-DC de um canal de 100 V no segundo semestre de 2023. Espera-se que seu uso, em conjunto com a série EcoGaN de dispositivos GaN da ROHM, resulte em significativa economia de energia e miniaturização em uma variedade de aplicações, incluindo estações base, data centers, equipamentos FA (automação de fábrica) e drones (Figura 1).

“GaN tem sido altamente antecipado por muitos anos como um material semicondutor de potência que pode economizar energia, mas existem obstáculos como qualidade e custo”, observa o professor Yusuke Mori, Escola de Pós-Graduação em Engenharia da Universidade de Osaka. “Sob essas circunstâncias, a ROHM estabeleceu um sistema de produção em massa para dispositivos GaN que oferecem maior confiabilidade e, ao mesmo tempo, desenvolvem ICs de controle que podem maximizar seu desempenho. Isso representa um grande passo para a adoção generalizada de dispositivos GaN”, acrescenta. “Espero contribuir para alcançar uma sociedade descarbonizada colaborando com nossa tecnologia de wafer GaN-on-GaN.”

Tecnologia IC de controle

A ROHM diz que a tecnologia Nano Pulse Control em seu novo Control IC foi cultivada utilizando seu sistema de produção verticalmente integrado para combinar experiência analógica avançada que abrange design, processos e layout de circuitos. O uso de uma configuração de circuito exclusiva para reduzir significativamente a largura mínima do pulso de controle do IC de controle dos convencionais 9ns para 2ns torna possível reduzir de altas tensões (até 60V) para baixas tensões (até 0.6V) com uma única potência fornecer IC em aplicações de 24V e 48V. Além disso, o suporte para componentes periféricos de acionamento menores para comutação de alta frequência de dispositivos GaN reduz a área de montagem em cerca de 86% em comparação com soluções convencionais quando emparelhado com um circuito de fonte de alimentação EcoGaN (consulte as Figuras 2 e 3).