时间:2025/12/27 7:42:51
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UTD405L-TM3-T是一款由UnitedSiC(现已被Qorvo收购)生产的N沟道增强型硅基氮化镓(GaN-on-Si)场效应晶体管(FET),专为高效率、高频功率转换应用而设计。该器件采用先进的UJ3N SiC MOSFET工艺技术,具备低导通电阻、快速开关速度以及优异的动态性能,适用于诸如服务器电源、电信整流器、工业电源、光伏逆变器及电动汽车充电系统等要求严苛的应用场景。UTD405L-TM3-T的封装形式为TO-252-3(D-Pak),具有良好的热性能和可靠性,适合在紧凑空间内实现高功率密度的设计需求。其栅极驱动电压范围通常为+18V最大,推荐工作电压为12V至15V,且具备负压耐受能力,便于在桥式电路中使用。该器件无需外接续流二极管即可实现双向导通,得益于其内在的体二极管特性,进一步简化了电路设计并减少了元件数量。此外,UTD405L-TM3-T具备良好的抗雪崩能力和坚固的栅氧结构,提升了系统在瞬态过压和短路情况下的鲁棒性。由于采用硅基氮化镓材料,该器件相较于传统硅MOSFET在开关损耗方面有显著降低,从而允许更高的开关频率运行,有助于减小磁性元件和电容的体积,提高整体系统能效。该产品符合RoHS环保标准,并通过了严格的工业级可靠性测试,确保在各种恶劣环境下稳定运行。
型号:UTD405L-TM3-T
类型:N沟道增强型GaN FET
封装:TO-252-3(D-Pak)
漏源电压VDS:650 V
连续漏极电流ID(at 25°C):10 A
脉冲漏极电流IDM:40 A
导通电阻RDS(on):45 mΩ
栅极阈值电压VGS(th):3.5 V(典型值)
栅极电荷Qg(典型值):34 nC
输入电容Ciss:1125 pF
输出电容Coss:190 pF
反向恢复电荷Qrr:0 C
最大栅极电压VGS(max):+18 V / -10 V
工作结温范围Tj:-55°C 至 +150°C
热阻RθJC:1.2 °C/W
安装方式:表面贴装/通孔兼容
UTD405L-TM3-T的核心优势在于其基于硅基氮化镓(GaN-on-Si)的半导体工艺,使其在高频开关应用中表现出远优于传统硅MOSFET的电气性能。首先,其极低的导通电阻RDS(on)仅为45mΩ,在650V电压等级下实现了出色的导通损耗控制,尤其适用于大电流输出的电源拓扑如图腾柱PFC、LLC谐振变换器等。其次,该器件具备极快的开关速度,得益于低栅极电荷(Qg=34nC)和低输出电容(Coss=190pF),可在数百kHz甚至MHz级别的频率下高效运行,大幅减少开关过程中的能量损耗,提升系统整体能效。
另一个关键特性是其体二极管的优异反向恢复性能。与传统硅MOSFET中寄生PN结存在较大反向恢复电荷不同,UTD405L-TM3-T的GaN结构使得其体二极管几乎无反向恢复电荷(Qrr≈0),从而消除了硬开关条件下的电压尖峰和电磁干扰(EMI)问题,特别有利于桥式电路中的零电压切换(ZVS)或零电流切换(ZCS)实现。这不仅提高了系统的可靠性,也降低了对缓冲电路和滤波元件的需求。
此外,该器件支持负栅极电压驱动(可承受-10V),增强了在半桥或全桥拓扑中防止误开通的能力,提升了系统在高dV/dt环境下的抗干扰性能。其坚固的栅氧层设计确保了长期工作的稳定性,避免因栅极击穿导致的早期失效。热性能方面,1.2°C/W的低结到壳热阻意味着即使在高功率密度下也能有效散热,延长器件寿命。TO-252-3封装则兼顾了小型化与散热需求,适合自动化生产并易于集成到现有PCB布局中。综合来看,UTD405L-TM3-T是一款面向未来高能效电源系统的高性能GaN FET解决方案。
UTD405L-TM3-T广泛应用于各类需要高效率、高频率和高功率密度的电力电子系统中。典型应用场景包括数据中心服务器电源和电信整流器,其中对80 PLUS钛金能效标准的要求推动了对先进宽禁带半导体器件的需求。该器件可用于图腾柱无桥PFC(Power Factor Correction)电路中作为主开关,利用其低导通电阻和无反向恢复损耗的特性显著提升功率因数校正级的效率。在DC-DC转换阶段,如LLC谐振变换器或移相全桥拓扑中,UTD405L-TM3-T可作为同步整流管或主开关使用,实现软开关操作,进一步降低损耗并提升功率密度。
在可再生能源领域,该器件适用于光伏微型逆变器和储能系统中的DC-AC逆变电路,能够在高频条件下实现高效的能量转换,同时减少滤波元件体积,降低系统成本。在电动汽车充电基础设施中,无论是车载充电机(OBC)还是直流充电桩的内部电源模块,UTD405L-TM3-T都能胜任高压直流母线侧的开关任务,满足高可靠性和长寿命的要求。
此外,工业电机驱动、UPS不间断电源、高端消费类适配器(如笔记本电脑超薄电源)也是其重要应用方向。由于其支持高频工作,有助于缩小变压器和电感尺寸,使终端产品更加轻薄紧凑。结合其良好的热管理能力和抗干扰特性,UTD405L-TM3-T非常适合部署在密闭或高温环境中运行的设备中。总体而言,任何追求小型化、高效化和绿色节能的现代电源设计均可从该器件中获益。
UTD405L-TM3-T