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ERC13-08 发布时间 时间:2025/12/28 9:49:46 查看 阅读:11

ERC13-08是一款由EPC (Efficient Power Conversion) 公司推出的增强型硅基氮化镓(eGaN)场效应晶体管,专为高效率、高频开关电源应用而设计。该器件采用先进的氮化镓技术,相较于传统硅基MOSFET,在开关速度、导通电阻和热性能方面具有显著优势。ERC13-08属于EPC公司eGaN? FET产品线中的一员,主要面向DC-DC转换器、服务器电源、无线充电、激光驱动以及射频功率放大器等高端电力电子系统。其封装形式为超小型LGA(Land Grid Array),有助于减少寄生电感和电容,从而提升高频工作下的整体性能。由于氮化镓材料具备更高的电子迁移率和临界电场强度,ERC13-08能够在更小的芯片面积上实现更低的RDS(on)和更快的开关响应,同时支持更高的工作频率,有利于减小外围无源元件的尺寸和系统整体体积。此外,该器件还具备良好的热传导特性,可通过PCB背面散热焊盘有效导出热量,适用于对空间和能效要求严苛的应用场景。需要注意的是,尽管氮化镓器件性能优越,但在使用时需注意栅极驱动电压的精确控制,避免过压损坏,并建议遵循制造商提供的布局和焊接指南以确保可靠性和长期稳定性。

参数

型号:ERC13-08
  类型:增强型氮化镓场效应晶体管(eGaN FET)
  漏源电压(VDS):80V
  连续漏极电流(ID)@25°C:40A
  脉冲漏极电流(IDM):160A
  导通电阻(RDS(on))@4.5V VGS:13mΩ
  栅源阈值电压(Vth):1.1V ~ 1.4V
  输入电容(Ciss):2390pF
  输出电容(Coss):450pF
  反向恢复电荷(Qrr):0C
  最大栅源电压(VGS max):+6V / -4V
  关断时间(toff):典型值约5ns
  封装类型:LGA 13.0mm x 12.5mm x 0.71mm
  安装方式:表面贴装
  工作结温范围(Tj):-55°C 至 +150°C
  符合RoHS标准:是

特性

ERC13-08的核心优势在于其基于氮化镓(GaN)半导体材料的增强型垂直结构设计,这使其在高频高效电力转换领域表现出远超传统硅MOSFET的性能。首先,该器件拥有极低的导通电阻(RDS(on)仅为13mΩ),在大电流应用中显著降低了导通损耗,提高了整体能效。其次,得益于氮化镓材料本身的高电子迁移率和短沟道结构,ERC13-08具备极快的开关速度,开关时间通常在纳秒级别,能够支持MHz级的开关频率运行,从而允许使用更小的磁性元件和电容,大幅缩小电源系统的体积和重量。此外,由于其为增强型器件,逻辑电平栅极驱动即可直接开启,简化了驱动电路设计,与标准硅基驱动IC兼容性良好,降低了系统设计复杂度和成本。值得一提的是,该器件几乎不存在体二极管反向恢复电荷(Qrr ≈ 0),这一特性在硬开关和同步整流拓扑中极为关键,可极大减少开关过程中的能量损耗和电压振铃现象,提高系统可靠性并降低电磁干扰(EMI)。从封装角度看,ERC13-08采用低电感LGA封装,引脚寄生电感极小,有助于抑制开关过程中的电压尖峰和振荡,提升高频工作的稳定性。其底部带有大面积金属焊盘,便于通过PCB铜层高效散热,适合高功率密度设计。在可靠性方面,EPC公司对eGaN器件进行了严格的可靠性测试,包括高温反向偏压(HTRB)、高温栅极偏压(HTGB)和温度循环测试,确保其在工业和汽车级环境下的长期稳定运行。同时,该器件支持并联使用,进一步扩展其在高功率应用中的适用范围。
  尽管性能优异,ERC13-08在实际应用中仍需注意一些特殊设计要点。例如,其栅极耐压较低(最大+6V),因此必须严格控制栅极驱动电压,通常推荐使用5V驱动,并避免负压关断超过-4V,以防栅极氧化层击穿。此外,PCB布局应尽量缩短功率回路和栅极驱动路径,减少环路电感,防止因dV/dt过高引发误触发。推荐使用四层板设计,包含完整的接地层和电源层,并确保良好的热管理设计,如使用热过孔将热量传导至底层或散热片。对于焊接工艺,建议采用回流焊而非手工焊接,以保证焊点质量和器件平整度,避免因焊接不良导致热阻升高或机械应力损伤。总体而言,ERC13-08代表了当前宽禁带半导体技术在电源领域的先进水平,为下一代高效、紧凑型电源系统提供了强有力的技术支持。

应用

ERC13-08广泛应用于需要高效率、高开关频率和高功率密度的现代电力电子系统中。其典型应用场景包括高性能服务器和数据中心的48V转12V或12V转1V的中间总线转换器(IBC)和负载点转换器(POL),在这些场合中,高频工作能力可显著减小磁性元件体积,提高系统功率密度。此外,该器件也适用于电信设备中的高密度AC-DC和DC-DC电源模块,满足5G基站、光通信设备对能效和散热的严苛要求。在消费电子领域,ERC13-08可用于无线充电发射端电路,利用其快速开关特性实现高效的谐振能量传输。在工业自动化和电机驱动系统中,尤其是低电压大电流伺服驱动器中,该器件能够提供快速响应和低损耗的开关性能。激光二极管驱动器也是其重要应用之一,因其纳秒级开关速度可精确控制激光脉冲的开启与关闭,适用于医疗设备、测距仪和工业加工设备。在汽车电子方面,虽然ERC13-08本身并非车规级认证器件,但类似技术已广泛用于车载OBC(车载充电机)、DC-DC变换器和ADAS系统的电源管理单元中。此外,该器件还可用于太阳能微型逆变器、LED驱动电源以及高频射频功率放大器的开关模式供电(Envelope Tracking)系统中,展现出广泛的适应性和技术前瞻性。

替代型号

EPC2045,EPC2053,EPC2066

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