时间:2025/12/27 8:58:50
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UT3N01ZL-AN3-R是一款由UnitedSiC(现已被Qorvo收购)生产的氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT),专为高性能电源转换应用设计。该器件采用先进的硅基氮化镓半导体技术,具备卓越的开关速度、低导通电阻和高耐压能力,适用于需要高效率和高功率密度的现代电力电子系统。UT3N01ZL-AN3-R的额定电压为650V,最大连续漏极电流可达17A,适合在高频开关环境下运行,如图腾柱PFC、DC-DC转换器、逆变器和服务器电源等场景。该器件封装在行业标准的D2PAK贴片封装中,便于自动化生产和散热管理,同时兼容现有硅基MOSFET的驱动电路,降低了系统设计复杂度。其低栅极电荷和输出电容显著减少了开关损耗,提高了整体能效,并有助于缩小磁性元件和散热器的尺寸,从而实现更紧凑的电源设计。此外,该器件具备良好的热稳定性和抗短路能力,增强了系统在严苛工况下的可靠性。由于其优异的动态性能,UT3N01ZL-AN3-R被广泛用于工业电源、电信整流器、可再生能源系统以及电动汽车充电设备中。
型号:UT3N01ZL-AN3-R
类型:增强型氮化镓场效应晶体管(eGaN HEMT)
材料:GaN-on-Si
漏源击穿电压(BVDSS):650V
阈值电压(Vth):典型4.0V
连续漏极电流(ID):17A
脉冲漏极电流(IDM):50A
导通电阻(RDS(on)):30mΩ
输入电容(Ciss):典型值约1080pF
输出电容(Coss):典型值约320pF
反向恢复电荷(Qrr):接近于零
栅极电荷(Qg):典型值约22nC
工作结温范围(Tj):-40°C 至 +150°C
封装形式:D2PAK (TO-263)
安装方式:表面贴装
极性:单N沟道
反向二极管:集成体二极管(非传统寄生二极管,行为类似肖特基)
UT3N01ZL-AN3-R的核心优势在于其基于氮化镓材料的物理特性,使其在高频、高效率电源系统中表现远超传统硅基MOSFET。首先,该器件具有极低的导通电阻(RDS(on))与栅极电荷(Qg)乘积(FOM),这一指标直接决定了开关器件的综合性能。低RDS(on)意味着更小的导通损耗,而低Qg则大幅降低了驱动损耗和开通瞬间的能量消耗,使得在高频操作下仍能保持高效率。其次,其反向恢复电荷(Qrr)几乎为零,这是因为GaN HEMT不依赖PN结作为体二极管,而是通过二维电子气(2DEG)机制实现双向导通,避免了传统硅MOSFET中因寄生二极管反向恢复带来的尖峰电流和电磁干扰问题。这在硬开关和桥式拓扑中尤为重要,可显著提升系统可靠性和EMI表现。
此外,UT3N01ZL-AN3-R具备快速开关能力,上升和下降时间通常在几纳秒量级,支持数百kHz甚至MHz级别的开关频率。这不仅减小了无源元件(如电感和电容)的体积,还提升了系统的动态响应能力。器件的阈值电压约为4V,属于增强型设计,即在栅极电压低于阈值时处于关断状态,符合大多数标准驱动IC的逻辑电平要求,简化了驱动电路设计并提升了安全性。该器件采用D2PAK封装,具备良好的热传导路径,可通过PCB铜箔或外加散热器有效散热,确保长时间高负载运行下的稳定性。
在可靠性方面,UT3N01ZL-AN3-R经过严格的生产测试和质量控制,能够在-40°C至+150°C的宽温度范围内稳定工作,适用于恶劣工业环境。Qorvo/UnitedSiC还提供了详尽的应用笔记和参考设计,帮助工程师优化布局、减少寄生电感、防止振铃和过冲,充分发挥GaN器件的潜力。总体而言,UT3N01ZL-AN3-R代表了新一代宽禁带半导体器件的发展方向,推动电源系统向更高效率、更高功率密度和更小体积演进。
UT3N01ZL-AN3-R广泛应用于各类高效率、高频率的电力转换系统中。最典型的应用之一是图腾柱无桥PFC(Totem-Pole PFC)电路,该拓扑利用GaN器件的零反向恢复特性,实现超高功率因数校正效率(可达99%以上),常见于高端服务器电源、通信电源和工业电源模块中。此外,在LLC谐振转换器和硬开关全桥拓扑中,该器件凭借其快速开关能力和低损耗特性,能够显著提升DC-DC变换器的整体效率,特别适用于数据中心、5G基站和光伏逆变器等对能效要求极高的场合。
在新能源领域,UT3N01ZL-AN3-R也被用于车载OBC(车载充电机)和直流快充桩中的DC-DC级联转换器,支持高电压母线(如800V系统)下的高效能量转换。其高频工作能力有助于减小变压器和滤波器的体积,从而降低系统重量和成本。在可再生能源系统中,如微型逆变器和储能变流器(PCS),该器件可用于实现高效率的MPPT(最大功率点跟踪)和并网逆变功能。此外,激光驱动器、医疗电源、高端UPS不间断电源等对瞬态响应和可靠性要求较高的设备也越来越多地采用此类GaN器件。
由于其D2PAK封装与传统MOSFET引脚兼容,UT3N01ZL-AN3-R还可作为现有硅基方案的升级替代品,在不改变PCB布局的前提下提升系统性能。结合专用GaN驱动IC(如UCC27611、LMG1210等),可构建高性能半桥或同步整流电路,进一步优化开关波形和系统效率。
UT3N01Z065B-QG, UT3N01Z065B-E, UCD3N01Z065B-QG