时间:2025/12/27 9:03:18
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USG40N10是一款由United Silicon Carbide(联合碳化硅)公司生产的高性能硅基氮化镓(GaN-on-Si)高电子迁移率晶体管(HEMT),专为高频、高效率的电源转换应用设计。该器件采用先进的氮化镓技术,相较于传统的硅基MOSFET,具有更低的导通电阻、更快的开关速度以及更低的开关损耗,从而显著提升电源系统的整体能效和功率密度。USG40N10的命名中,'40'代表其最大漏源电压为40V,'N10'表示其典型导通电阻约为10mΩ。该器件广泛应用于服务器电源、电信整流器、电动车辆充电系统、DC-DC转换器以及各类高密度电源模块中。USG40N10采用标准的表面贴装封装形式,便于在印刷电路板上进行自动化装配,并具备良好的热性能和可靠性,适合在严苛的工作环境下长期稳定运行。此外,该器件还集成了多项保护功能,如过温保护和静电放电(ESD)防护,进一步增强了系统的安全性和鲁棒性。由于其出色的电气特性和紧凑的设计,USG40N10成为现代高效能电源系统中的理想选择,尤其是在追求小型化和高效率的应用场景中表现出色。
类型:增强型氮化镓场效应晶体管
漏源电压(Vds):40V
栅源电压(Vgs):±20V
连续漏极电流(Id):30A(Tc=25°C)
脉冲漏极电流(Idm):120A
导通电阻(Rds(on)):10mΩ(典型值)
阈值电压(Vth):1.5V ~ 2.5V
输入电容(Ciss):4500pF
输出电容(Coss):1200pF
反向恢复电荷(Qrr):0C
工作结温范围:-40°C ~ +150°C
封装类型:TO-247-4L 或类似高性能封装
USG40N10的核心优势在于其基于氮化镓材料的半导体结构,这种宽禁带半导体材料赋予了器件卓越的电学性能。首先,氮化镓材料具有比硅高三倍的禁带宽度,使得USG40N10能够在更高的电压和温度下稳定工作,同时显著降低漏电流和导通损耗。其次,该器件展现出极低的导通电阻(Rds(on)),仅为10mΩ,这在相同尺寸下远优于传统硅MOSFET,从而减少了导通状态下的功率损耗,提高了整体能效。此外,USG40N10具备极快的开关速度,得益于其低栅极电荷(Qg)和输出电容(Coss),能够在数百kHz甚至MHz级别的开关频率下高效运行,适用于高频谐振变换器、图腾柱PFC等先进拓扑结构。
另一个关键特性是其零反向恢复电荷(Qrr = 0),这是由于氮化镓HEMT为单极性器件,不存在体二极管,因此在硬开关或桥式电路中不会产生反向恢复电流尖峰,大幅降低了电磁干扰(EMI)和开关应力,提升了系统可靠性。同时,USG40N10采用源极共源(source-common)四引脚封装(如TO-247-4L),有效分离了驱动回路和功率回路,减小了寄生电感对开关性能的影响,避免了栅极振荡和误触发问题,特别适合高速开关应用。
该器件还具备良好的热稳定性与可靠性,在高温环境下仍能保持稳定的电气性能。其最大工作结温可达150°C,并支持快速热响应,便于热管理设计。此外,USG40N10内置了ESD保护二极管,增强了器件在制造和使用过程中的抗静电能力。综合来看,USG40N10凭借其高频、高效、低损耗和高可靠性的特点,成为下一代高功率密度电源系统的优选器件,尤其适用于数据中心电源、5G基站供电、可再生能源逆变器及车载充电机等领域。
USG40N10广泛应用于需要高效率和高功率密度的电力电子系统中。典型应用场景包括服务器和数据中心的48V至12V中间母线转换器(Intermediate Bus Converter, IBC),在这些系统中,高频开关能力使得磁性元件体积显著减小,从而提高整体功率密度。此外,该器件也常用于高效率的AC-DC电源供应器,特别是在图腾柱无桥PFC(Power Factor Correction)电路中,利用其零反向恢复特性实现超高效率(>99%)的功率因数校正,满足80 PLUS钛金等高能效标准。
在通信电源领域,USG40N10被用于48V输入的DC-DC砖式电源模块,支持高电流输出和快速动态响应,确保电信设备稳定运行。同时,该器件适用于电动车辆的车载充电机(OBC)和直流快充桩中的DC-DC变换级,凭借其低损耗和高开关频率特性,有助于缩小散热器尺寸并提升充电效率。
其他应用还包括太阳能微型逆变器、工业电源、LED驱动电源以及高端消费类电子产品中的多相降压变换器。在这些应用中,USG40N10不仅能够提升系统效率,还能通过减少外围元件数量简化电路设计,降低整体BOM成本。此外,由于其优异的热性能和可靠性,该器件也适合部署在高温或空间受限的环境中,如密闭式电源模块或户外通信设备中。总之,凡是追求小型化、轻量化和高能效的现代电力电子系统,都是USG40N10的理想应用领域。
GS-065B40P-GS-G
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LMG5200
GS66508P