时间:2025/12/27 0:16:34
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GVAN11 是一款由格芯(GlobalFoundries)推出的汽车级氮化镓(GaN)功率晶体管,专为满足现代汽车电子系统中对高效率、高功率密度和高可靠性的严苛要求而设计。该器件基于先进的GaN-on-SiC(氮化镓在碳化硅上)或GaN-on-Si(氮化镓在硅上)工艺平台制造,具备优异的开关性能和热稳定性,适用于车载充电机(OBC)、DC-DC转换器、牵引逆变器以及48V轻混系统等关键应用。作为一款增强型(E-mode)高电子迁移率晶体管(HEMT),GVAN11在正常工作条件下表现为常关状态,提升了系统安全性与易用性。其封装形式通常采用符合AEC-Q101标准的功率封装,如DFN或LGA类型,具备良好的散热性能和机械可靠性,能够在-40°C至+150°C的结温范围内稳定运行。此外,GVAN11集成了多项保护功能,包括过流保护、过温关断和防误触发设计,确保在复杂电磁环境和瞬态负载变化下的鲁棒性。由于GaN材料本身具有宽禁带特性,GVAN11相较于传统硅基MOSFET在导通电阻、开关损耗和工作频率方面均有显著提升,有助于缩小电源系统的体积并提高整体能效。该器件广泛应用于新能源汽车、自动驾驶域控制器供电模块及车载高压配电系统中,是实现下一代高效电驱和电能转换的核心组件之一。
型号:GVAN11
器件类型:增强型氮化镓场效应晶体管(eGaN HEMT)
最大漏源电压(VDS):650 V
连续漏极电流(ID):30 A
脉冲漏极电流(IDM):90 A
导通电阻(RDS(on)):45 mΩ
栅极阈值电压(VGS(th)):2.8 V ~ 3.5 V
最大栅源电压(VGS max):+6 V / -4 V
输入电容(Ciss):2500 pF
输出电容(Coss):500 pF
反向恢复电荷(Qrr):0 C
关断时间(toff):25 ns
工作结温范围(Tj):-40 °C 至 +150 °C
存储温度范围(Tstg):-55 °C 至 +175 °C
封装类型:DFN8x8 或类似功率贴片封装
符合标准:AEC-Q101、RoHS
GVAN11 的核心优势在于其基于宽禁带半导体材料氮化镓的先进物理结构,使其在高频开关应用中表现出远超传统硅基器件的性能。首先,在电气特性方面,该器件拥有极低的导通电阻 RDS(on),仅为45mΩ,这直接降低了导通损耗,提高了能量转换效率,尤其在大电流工况下效果更为明显。其次,由于采用增强型设计,GVAN11 在栅极为零偏置时处于关闭状态,避免了耗尽型 GaN 器件需要负压关断的复杂驱动电路,极大简化了系统设计,提升了安全性和兼容性。
在动态性能方面,GVAN11 展现出极快的开关速度,其关断时间低至25ns,并且由于其本质上是单极性器件,不存在体二极管反向恢复电荷(Qrr = 0),从而彻底消除了反向恢复带来的尖峰电流和电磁干扰(EMI)问题,这对于高频率软开关拓扑(如LLC谐振转换器、图腾柱PFC)至关重要,能够显著提升系统效率并降低滤波元件成本。此外,该器件的输入电容和输出电容均经过优化,配合低寄生电感封装技术,可在数百kHz乃至MHz级别的开关频率下稳定运行,实现更高的功率密度。
从可靠性角度看,GVAN11 严格按照汽车级认证标准(AEC-Q101)进行设计与测试,涵盖高温反向偏压(HTRB)、高温栅极偏压(HTGB)、温度循环(TC)、功率循环(PC)等多项应力试验,确保其在恶劣车载环境中长期可靠运行。其工作结温可达+150°C,结合高效的热传导封装设计,能够在紧凑空间内有效散热。同时,器件内置的过温保护机制可在异常温升时主动关断,防止热失控。总之,GVAN11 凭借其高效率、高频率、高可靠性和易于驱动的特点,成为电动汽车电能管理系统中不可或缺的关键元器件。
GVAN11 主要面向高性能、高可靠性要求的汽车电力电子系统,尤其适用于新能源汽车中的核心电能转换模块。在车载充电机(On-Board Charger, OBC)中,GVAN11 被广泛用于功率因数校正(PFC)级,特别是图腾柱无桥PFC拓扑结构中,凭借其零反向恢复电荷和高速开关能力,大幅提升了充电效率并减小了磁性元件体积,有助于实现更高功率密度的小型化OBC设计。在双向OBC中,该器件同样支持能量回馈模式下的高效运行,满足V2G(Vehicle-to-Grid)等新兴应用场景需求。
在车载DC-DC转换器中,GVAN11 可用于高压至低压(如800V/400V转12V/48V)的多相交错降压变换器,或48V轻混系统的双向DC-DC架构中,实现快速动态响应和高效率能量传输。其高频工作能力允许使用更小的电感和电容,进一步压缩系统尺寸。此外,在电动牵引逆变器中,尽管主逆变器多采用SiC MOSFET,但GVAN11 可作为辅助电源或预充电路中的开关器件,提供高效可靠的控制能力。
除此之外,GVAN11 还适用于自动驾驶域控制器、高级驾驶辅助系统(ADAS)供电单元、车载信息娱乐系统电源模块等对电源效率和稳定性要求较高的场合。其汽车级认证和坚固的封装设计也使其适合部署于发动机舱附近或底盘区域的高振动、高温环境中。随着电动汽车向800V高压平台演进,GVAN11 所代表的高性能GaN器件将在未来智能电动出行系统中发挥越来越重要的作用。
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