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UF4N20ZL-TA3-R 发布时间 时间:2025/12/27 8:12:53 查看 阅读:13

UF4N20ZL-TA3-R是一款由UnitedSiC(现已被Qorvo收购)生产的硅基氮化镓(GaN-on-Si)高电子迁移率晶体管(HEMT),属于其第四代40V至650V功率器件系列。该器件采用先进的碳化硅衬底上的氮化镓工艺,具备低导通电阻、高速开关能力以及优异的动态性能,适用于高效率、高频开关电源转换应用。UF4N20ZL-TA3-R的额定电压为200V,最大连续漏极电流可达4A(在特定条件下),封装形式为TO-252-3(D-Pak),适合表面贴装,具有良好的热性能和可靠性。该器件专为替代传统硅MOSFET而设计,在硬开关和软开关拓扑中均表现出色,显著降低开关损耗和传导损耗,从而提升系统整体能效。得益于其零反向恢复电荷(Qrr ≈ 0)和无体二极管反向恢复特性,UF4N20ZL-TA3-R在桥式电路和高频逆变器中可有效减少电压振铃和电磁干扰(EMI)。此外,该器件支持并联使用,便于功率扩展,并具备良好的抗雪崩能力和栅极鲁棒性,适用于工业电源、电信整流器、服务器PSU、太阳能微型逆变器、电动汽车充电系统及激光驱动器等高端应用场景。

参数

型号:UF4N20ZL-TA3-R
  类型:增强型氮化镓场效应晶体管(eGaN HEMT)
  漏源击穿电压(BVDSS):200 V
  最大漏源导通电阻(RDS(on)):190 mΩ(典型值,@ VGS = 18 V)
  最大栅源电压(VGSM):+6 V / -4 V
  连续漏极电流(ID):4 A(TC = 25°C)
  脉冲漏极电流(IDM):16 A
  输入电容(Ciss):170 pF(@ VDS = 100 V, f = 1 MHz)
  输出电容(Coss):45 pF(@ VDS = 100 V, f = 1 MHz)
  反向传输电容(Crss):4.5 pF(@ VDS = 100 V, f = 1 MHz)
  开启延迟时间(td(on)):8 ns
  关断延迟时间(td(off)):12 ns
  上升时间(tr):4 ns
  下降时间(tf):3 ns
  工作结温范围(TJ):-55 °C 至 +150 °C
  存储温度范围(Tstg):-55 °C 至 +150 °C
  封装:TO-252-3(D-Pak)
  安装方式:表面贴装(SMD)

特性

UF4N20ZL-TA3-R的核心优势在于其基于氮化镓材料的半导体结构,使其在高频电力电子应用中表现远超传统硅MOSFET。首先,其极低的导通电阻(RDS(on))仅为190mΩ,配合200V的耐压能力,能够在小封装内实现高效能功率切换,显著降低导通损耗。更重要的是,该器件为增强型(常关型)设计,即在栅极为零偏置时处于关断状态,极大提升了系统安全性与设计便利性,无需复杂的负压关断电路即可直接与标准栅极驱动器兼容。这种增强型结构通过集成p-GaN栅技术实现,确保了稳定的阈值电压控制和长期可靠性。
  其次,该器件具备近乎理想的开关特性。由于氮化镓HEMT本质上不存在PN结体二极管,因此其反向恢复电荷(Qrr)几乎为零,彻底消除了传统MOSFET在续流过程中产生的反向恢复电流尖峰和相关能量损耗。这一特性在半桥、全桥及LLC谐振转换器中尤为重要,可显著降低开关节点的电压过冲、减少电磁干扰(EMI)并提高系统效率。同时,其极低的寄生电容(Ciss、Coss、Crss)使得器件能够以数MHz级别的频率高效运行,支持更高功率密度的设计,缩小磁性元件和滤波器体积。
  在可靠性方面,UF4N20ZL-TA3-R经过严格测试,具备出色的热稳定性和抗浪涌能力。其工作结温可达+150°C,支持高温环境下的持续运行。TO-252-3封装不仅提供了良好的散热路径,还具备较低的寄生电感,有助于抑制高频开关过程中的振荡问题。此外,该器件对dv/dt和di/dt具有较强的耐受能力,适合在高噪声工业环境中使用。制造商还提供了详细的栅极驱动建议和PCB布局指南,以优化动态性能和长期稳定性。

应用

UF4N20ZL-TA3-R广泛应用于需要高效率、高频率和高功率密度的现代电力电子系统。在通信电源领域,它被用于48V至12V中间总线转换器(IBC)和高密度DC-DC模块,显著提升转换效率并减小系统体积。在数据中心和服务器电源中,该器件可用于图腾柱PFC(无桥功率因数校正)电路,利用其零Qrr特性实现超高效率(>99%),满足80 PLUS钛金认证要求。此外,在太阳能微型逆变器中,UF4N20ZL-TA3-R可用于高频DC-AC逆变环节,提高能量转化效率并延长设备寿命。
  在电动汽车相关应用中,该器件适用于车载充电机(OBC)和DC-DC转换器,支持双向能量流动和高效率变换。工业电机驱动、激光电源和医疗电源也是其重要应用方向,尤其是在需要快速响应和精密控制的场合。由于其小型化封装和高效散热特性,UF4N20ZL-TA3-R特别适合空间受限但性能要求严苛的应用场景。此外,该器件还可用于无线充电系统、LED驱动电源以及高端音频放大器中的开关电源部分。凭借其卓越的动态性能和可靠性,UF4N20ZL-TA3-R已成为替代传统硅功率器件的理想选择,推动电力电子系统向更高频、更高效、更紧凑的方向发展。

替代型号

UFP3N20ZL-TA3-R
  GS-065B205T-DIV1
  EPC2045
  SPL4N20Z

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