发布时间：2019年2月7日GydF4y2Ba
作者:Sinjin Dixon-Warren博士GydF4y2Ba
图1 - RAVPower RP-PC104 USB-C充电器GydF4y2Ba
用于650V镓氮化物（GaN）功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的主要新兴应用之一可能是紧凑的，移动，USB-C的快速充电器。互联网搜索“GaN笔记本电脑充电器”表示若干公司正在针对这个市场，包括RavPower，Anker，Finsix，并考虑（mu一个）。RAVPower RP-PC104 USB-C充电器，如图1所示，目前处于批量生产。GydF4y2Ba
GaN一直是电力电子研发的主要重点几年。这是由于理论上允许GaN晶体管超过硅功率MOSFET的性能规格的物理性质，就击穿电压，导通电阻（RGydF4y2BaDS，ONGydF4y2Ba），栅极电容（qGydF4y2BaGGydF4y2Ba）和其他性能参数。主要挑战始终以合理的价格获得高质量的GaN基板。散装GaN晶片非常昂贵，只能提供2英寸直径。GaN外延层可以在碳化硅（SiC）上生长，但这种方法的成本也很高。GydF4y2Ba
最近，在硅基上生长器件质量的GaN已经成为可能，这允许形成横向晶体管结构，但不适用于垂直晶体管。以合理的成本获得GaN-on-Si在市场上尤其具有破坏性，因为它使传统的硅加工工具能够用于处理GaN-on-Si晶圆。GydF4y2Ba
2016年Chipworks(现在的TechInsights)分析了GydF4y2BaAvogy Zolt笔记本充电器GydF4y2Ba，当时被认为是基于GaN技术。令我们惊讶的是，我们发现佐尔特含有一个可能由克里制造的SiC模具。PntPower.com随后的博客讨论GydF4y2BaAvogy和Finsix在充电器里放SiC的4个原因GydF4y2Ba．本质上，虽然GaN理论上比SiC为该应用程序，但在2016年可靠的600 V GaN技术在批量生产中不可用。虽然SIC更昂贵，但它是可用和工作的，并且它是建立工作紧凑充电器的最佳选择。根据pntpower.com finsix，他们的飞镖充电器也使用了sic。GydF4y2Ba
图2 - RAVPower RP-PC104 USB-C充电器主PCBGydF4y2Ba
RAVPower RP-PC104-W充电器GydF4y2Ba
TechInsights最近采购了RAVPower RP-PC104-W充电器。我们的拆除发现它包含两个Navitas NV6115 GaN的电源IC，由图2中的黄色框表示，该电源盒安装在主PCB上。这是我们实验室分析的第一个商业产品，已知包含GaN电力技术。根据数据表，NV6115是一个650 V Ganfast电源IC，170mΩrGydF4y2BaDS，ONGydF4y2Ba和2mhz的工作频率。GydF4y2Ba
表1提供了RAVPower RP-PC104-W内部的完整设计成果列表。除了这些IC的RP-PC104-W包含几个大电容器和一个电感器。GydF4y2Ba
| 制造商的名字GydF4y2Ba | 零件号GydF4y2Ba | 设备类型GydF4y2Ba |
|---|---|---|
| Navitas SemiconductorGydF4y2Ba | NV6115GydF4y2Ba | GaN电源IC.GydF4y2Ba |
| 二极管公司GydF4y2Ba | MSB30MGydF4y2Ba | 功率整流器GydF4y2Ba |
| 先锋国际GydF4y2Ba | VS3506AEGydF4y2Ba | p沟道场效应晶体管GydF4y2Ba |
| 硅实验室GydF4y2Ba | Si8610BB-B-ISGydF4y2Ba | 数字隔离器GydF4y2Ba |
| EverlightGydF4y2Ba | EL1018-GGydF4y2Ba | 光隔离器GydF4y2Ba |
| 德州仪器GydF4y2Ba | UCC28780RTE.GydF4y2Ba | UCC28780高频有源箝位反激控制器GydF4y2Ba |
| 英飞凌GydF4y2Ba | BSC098N10NS5GydF4y2Ba | 功率MOSFET.GydF4y2Ba |
| 威尔德半导体GydF4y2Ba | WT6615F.GydF4y2Ba | USB电源交付(PD)控制器GydF4y2Ba |
表1 - RAVPower RP-PC104设计获胜GydF4y2Ba
图3 - Navitas NV6115包装顶部GydF4y2Ba
图4 - Navitas NV6115 Package BottomGydF4y2Ba
Navitas NV6115包装GydF4y2Ba
Navitas NV6115采用5.0 mm × 6.0 mm × 0.85 mm厚QFN (quad flat no-lead)封装，如图3所示。封装的背面显示了一个大的源极和漏极端子，加上电源(VDD)、地(VCC)、脉宽调制输入(PWM)和VDD设置电压(DZ)的单独引脚，如图4中封装的底部所示。GydF4y2Ba
图5 - Navitas NV6115封装X射线GydF4y2Ba
图5是Navitas NV6115的俯视图x光图。源极和漏极引脚连接是与多根导线连接到GaN模具的导线。VCC接地、PWM、VDD电源和DZ连接是用单线连接到模具上的导线。GydF4y2Ba
图6 - Navitas NV6S006 R00模具GydF4y2Ba
图6显示了在Navitas NV6115包装中发现的GaN-on-Si模具的高分辨率照片，带有NV6S006 R00模具标记。该芯片的中心部分包含高电子迁移率晶体管(HEMT)栅极阵列。GydF4y2Ba
图7 - Navitas NV6S006 R00模具总体结构GydF4y2Ba
我们在实验室对NV6S006 R00模具进行了截面分析。图7显示了模具的总体结构，其特点是在GaN-on-Si衬底上形成两层铝互连金属。金属0层用于形成晶体管的源极、漏极连接和栅极。另一金属层用于形成从栅极向晶体管漏极连接延伸的金属屏蔽层。GydF4y2Ba
TechInsights最近完成了GydF4y2BaNavitas相关设备的分析GydF4y2Ba， NV6117，这是在相同的5毫米x 6毫米QFN封装，但功能较低的120 mΩGydF4y2BaRDS，ONGydF4y2Ba．该设备的详细分析可以通过TechInsights获得GydF4y2Ba功率半导体元件订阅GydF4y2Ba．我们的分析发现，NV6117模具具有基于hemt的控制电路。Navitas声称是市场上第一家将逻辑、模拟和电源集成到单个GaN IC上的GaN电源IC。GydF4y2Ba
这款UBS-C充电器是Navitas市场渗透战略的典型例子。他们设计了一个GaN IC与一个驱动器，一些控制，但主要是保护系统集成，使他们的设备易于集成。售后消费电源制造商不再拥有一支电力电子设计大军。该变换器具有相当标准的拓扑结构，在过去5年没有太多的发展。制造商将需要招募新的工程人才来重建一个电源转换器设计工作组，并能够快速释放基于gan的电源。Navitas很好地理解了这种情况，因此他们提出了一个完整的应用程序设计，准备在很少或没有调整的情况下实现。有源箝位反激式是他们提出的设计的一部分，它可能已经卖给了几个消费电源制造商，如Anker, Aukey, Made in Mind等。Navitas为设计师的工作提供了尽可能多的便利，使他们能够销售自己的产品。这似乎是一个启动GaN生产和Navitas收入的制胜策略。GydF4y2Ba
你可能也有兴趣阅读我们最近在GydF4y2BaSTMicroelectronics BCD92GydF4y2Ba过程。GydF4y2Ba
TechInsights对本篇文章中引用的RAVPower RP-PC104 USB-C充电器的全部分析包括在我们的新功率半导体订阅中。GydF4y2Ba
本订阅的目的是提供对我们对电力半导体市场的新技术的分析，包括GaN，SiC，Si MOSFET和IGBT器件。它还包括我们的BCD技术报告图书馆。GydF4y2Ba
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