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UTM6016G-S08-R 发布时间 时间:2025/12/27 7:52:42 查看 阅读:14

UTM6016G-S08-R是一款由United Silicon Carbide(联合碳化硅)公司推出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、高效率功率转换应用设计。该器件采用先进的封装技术,具备低导通电阻、快速开关速度和优异的热性能,适用于多种现代电力电子系统。UTM6016G-S08-R属于其U-MOS系列的一部分,旨在替代传统硅基MOSFET,在提升系统效率的同时减小整体解决方案尺寸。
  该芯片的核心优势在于其基于氮化镓材料的半导体结构,相较于传统的硅器件,能够在更高的频率下运行,同时降低开关损耗和传导损耗。这使得它在诸如服务器电源、电信整流器、太阳能逆变器以及车载充电机等对能效和功率密度要求极高的场景中表现出色。此外,该器件还集成了优化的驱动匹配设计,有助于简化外围电路并提高系统的可靠性。UTM6016G-S08-R通常工作在增强型模式(常关型),确保了在启动和故障情况下的安全操作,降低了系统设计复杂度。

参数

型号:UTM6016G-S08-R
  类型:增强型氮化镓场效应晶体管(eGaN FET)
  材料:GaN-on-Si(硅基氮化镓)
  击穿电压(VDS):650 V
  连续漏极电流(ID):16 A
  脉冲漏极电流(IDM):48 A
  导通电阻(RDS(on)):80 mΩ
  栅极阈值电压(VGS(th)):3.0 V
  最大栅源电压(VGS max):+6.5 V / -4 V
  输入电容(Ciss):1200 pF
  输出电容(Coss):280 pF
  反向恢复电荷(Qrr):0 C
  工作结温范围(TJ):-55°C 至 +150°C
  封装形式:DFN 8x8 mm 或类似小型表面贴装封装
  开关频率典型值:可达 1 MHz 以上

特性

UTM6016G-S08-R的核心特性之一是其基于硅基氮化镓(GaN-on-Si)的半导体工艺,这一技术结合了氮化镓材料的高速与高耐压优势,以及硅衬底的成本效益和制造兼容性。该器件实现了高达650V的击穿电压,使其适用于主流的工业级高压直流应用,如PFC级和DC-DC变换器。其低至80mΩ的导通电阻显著减少了导通损耗,尤其在大电流条件下能够有效提升整体转换效率。相比传统超结MOSFET,UTM6016G-S08-R在相同封装下可提供更优的性能表现,并支持更高功率密度的设计。
  另一个关键特性是其增强型(常关型)工作模式。许多早期的氮化镓器件为耗尽型(常开型),需要负压关断或复杂的驱动逻辑,而UTM6016G-S08-R通过集成Junction-FET结构实现增强型行为,使栅极驱动更加简单,仅需0V关断、5V左右开启,与标准硅MOSFET驱动IC完全兼容,极大降低了系统设计门槛。这种设计不仅提高了安全性,也提升了在多管并联或桥式拓扑中的稳定性。
  该器件具有极低的寄生参数,包括输入/输出电容和反向恢复电荷。由于氮化镓HEMT没有体二极管,因此不存在传统MOSFET的反向恢复问题,从而大幅减少开关过程中的能量损耗,尤其是在硬开关拓扑如图腾柱PFC中表现突出。同时,其快速的开关速度允许工作在数百kHz甚至1MHz以上的频率,有助于缩小磁性元件体积,进一步推动小型化电源系统的发展。
  热性能方面,UTM6016G-S08-R采用高效散热封装设计,例如底部带暴露焊盘的DFN封装,可通过PCB良好导热,确保在高负载下仍保持较低的结温。其宽泛的工作温度范围(-55°C至+150°C)使其可在严苛环境条件下稳定运行,适合工业、通信及汽车级应用场景。此外,该器件具备良好的抗噪声能力和dv/dt耐受性,配合适当的PCB布局和驱动设计,可实现高可靠性系统集成。

应用

UTM6016G-S08-R广泛应用于各类高效率、高频开关电源系统中。典型用途包括数据中心服务器电源单元(PSU)中的图腾柱无桥PFC(Power Factor Correction)电路,该拓扑利用其零反向恢复特性,显著提升轻载和满载效率,满足80 PLUS钛金等级要求。在通信电源领域,该器件用于AC-DC整流模块和DC-DC中间总线转换器,帮助实现紧凑型、高功率密度的供电架构。
  在可再生能源系统中,UTM6016G-S08-R可用于光伏微型逆变器或组串式逆变器的DC-AC逆变级,凭借其高频能力降低滤波元件体积,提升系统整体效率。此外,在电动汽车相关设备中,如车载充电机(OBC)和直流快充桩的内部DC-DC转换模块,该器件能够支持双向能量流动和高效率ZVS软开关拓扑,适应宽范围电池电压输入。
  其他应用还包括高端消费类适配器(如笔记本电脑GaN充电器)、工业电机驱动中的半桥配置、无线充电发射端功率级以及高密度LED驱动电源。由于其优异的动态性能和热管理能力,UTM6016G-S08-R特别适合追求小型化、高效化和低碳排放的现代电力电子系统。

替代型号

LMG3410R050
  GSM6508S-E08-R
  EPC2045
  GS-065-016-1-L

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