Il nuovo circuito integrato per gate driver ultra-veloce di ROHM: ottimizzare le prestazioni dei dispositivi GaN

La migliore unità della categoria* di pilotaggio del gate in nanosecondi contribuisce a un maggiore risparmio energetico e alla miniaturizzazione nei centri di elaborazione dati e nelle applicazioni LiDAR.

Willich-Münchheide, Germania, 8 novembre 2023 – ROHM ha sviluppato un circuito integrato per gate driver: il BD2311NVX-LB. È ottimizzato per i dispositivi GaN e raggiunge velocità di pilotaggio del gate nell’ordine di nanosecondi (ns): ideale per la commutazione GaN ad alta velocità. Ciò è stato facilitato da una profonda conoscenza della tecnologia GaN e dalla continua ricerca delle prestazioni del gate driver. Ne risulta una commutazione rapida con una larghezza minima dell’impulso di ingresso del gate di 1,25 ns, che si traduce in applicazioni più piccole, con una maggiore efficienza energetica e prestazioni più elevate. (Fig. 1) Negli ultimi anni, il miglioramento dell’efficienza della conversione di potenza e, al tempo stesso, la riduzione delle dimensioni degli alimentatori nei sistemi server sono diventati fattori importanti, in quanto il numero di dispositivi IoT continua a crescere. Ciò richiede ulteriori progressi nel settore dei dispositivi di potenza. Allo stesso tempo, il LiDAR, utilizzato non solo per la guida autonoma ma anche per il monitoraggio di apparecchiature industriali e infrastrutture sociali, richiede laser pulsato ad alta velocità per aumentare ulteriormente la precisione di riconoscimento. Poiché queste applicazioni richiedono l’uso di dispositivi di commutazione ad alta velocità, in contemporanea con il rilascio dei dispositivi GaN, ROHM ha sviluppato un circuito integrato per gate driver ultra-veloce in grado di portare le prestazioni del GaN ai massimi livelli. In futuro, ROHM rilascerà dispositivi sempre più piccoli per contribuire all’aumento della miniaturizzazione. Siccome i dispositivi GaN sono sensibili alla sovratensione di ingresso del gate, ROHM ha sviluppato un metodo unico per sopprimere gli overshoots di tensione sul gate, e lo ha implementato in questo driver. Inoltre è possibile selezionare il dispositivo GaN ottimale regolando la resistenza di gate in base ai requisiti applicativi. ROHM offre anche una linea di dispositivi GaN con il nome EcoGaN™, contribuendo a una società sostenibile attraverso soluzioni di potenza combinate con circuiti integrati per gate driver, che ne massimizzano le prestazioni. Se utilizzato con i prodotti EcoGaN™ di ROHM, il gate driver BD2311NVX-LB, con l’esclusiva funzione di soppressione della sovratensione del gate, semplifica ulteriormente la progettazione e aumenta l’affidabilità dell’applicazione. (Fig. 2 + 3) Prof. Yue-Ming Hsin, Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Università Centrale Nazionale (Taiwan) “Si ritiene che i dispositivi GaN siano in grado di registrare prestazioni migliori rispetto al silicio nella gamma ad alta frequenza. Nelle applicazioni di commutazione di potenza, come i convertitori DC-DC e AC-DC, e nelle applicazioni LiDAR, le prestazioni dei dispositivi GaN possono contribuire ad applicazioni più piccole, con una maggiore efficienza energetica e prestazioni più elevate. D’altra parte, per dimostrare le prestazioni dei dispositivi GaN, è necessario un circuito integrato per gate driver che consenta la commutazione ad alta velocità, tenendo conto della bassa tensione di pilotaggio degli HEMT al GaN. Pertanto, ci siamo rivolti a ROHM, che punta a massimizzare le prestazioni dei dispositivi GaN sviluppando una tecnologia di pilotaggio del gate ottimizzata. Il professor Yu-Chen Liu (Università Nazionale di Tecnologia di Taipei) e il professor Chin Hsia (Università di Chang Gung), che lavorano insieme allo stesso progetto, hanno testato il circuito integrato per driver di ROHM: il BD2311NVX. I risultati hanno mostrato che il BD2311NVX aveva un rise time più breve e un ronzio inferiore alla frequenza di commutazione di 1 MHz per i convertitori buck-boost rispetto ad altri circuiti integrati per driver. Il minor rise time di questo circuito integrato per driver contribuirà a massimizzare la riduzione delle perdite di commutazione, il che rappresenta un vantaggio del GaN. Attendiamo con entusiasmo anche le soluzioni GaN di ROHM, che vantano punti di forza nelle tecnologie analogiche degli alimentatori e dei driver”. Esempio applicativo di LiDAR (Fig. 4) Line-up di prodotti (Fig. 5) Esempi applicativi • Circuiti di pilotaggio LiDAR (per esempio: apparecchiature industriali, monitoraggio delle infrastrutture) • Circuiti per convertitori DC-DC nei centri di elaborazione dati, base station, ecc. • Ricarica wireless per dispositivi portatili • Amplificatori audio di classe D e molto altro (Fig. 6) Informazioni sulle vendite online Data di lancio delle vendite: settembre 2023 Distributori online: Farnell, DigiKey e Mouser Il circuito integrato verrà offerto anche presso altri distributori online, non appena sarà disponibile. Codice prodotto applicabile: BD2311NVX-LB Progetti di riferimento I progetti di riferimento per LiDAR che incorporano questi nuovi prodotti insieme all’EcoGaN™ da 150 V di ROHM e ai diodi laser ad alta potenza sono ora disponibili sul sito web di ROHM. Questi progetti possono essere utilizzati per ridurre i tempi di sviluppo. (Fig. 7) Codici dei progetti di riferimento: REFLD002-1 (circuito a onda quadra), REFLD002-2 (circuito risonante) https://www.rohm.com/reference-designs/refld002 EcoGaN™ È la denominazione della nuova line-up di dispositivi GaN di ROHM che contribuisce alla preservazione dell'energia e alla miniaturizzazione portando ai massimi livelli le caratteristiche del GaN. L'obiettivo è di ottenere un minor consumo di potenza delle applicazioni, componenti periferici ridotti e progetti più semplici che richiedono un minor numero di componenti. EcoGaN™ è un marchio commerciale o un marchio commerciale registrato di ROHM Co., Ltd. Profilo del professor Yue-Ming Hsin Nato a Tainan (Taiwan) nel 1965, il Dr. Hsin ha conseguito una laurea presso l’Università Centrale Nazionale, un master presso l’Università Nazionale di Chiao Tung e un dottorato di ricerca presso l’Università della California, a San Diego (ingegneria elettrica). Professore ordinario presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell’Università Centrale Nazionale (NCU) di Taiwan, è anche redattore estero dell’Applied Physics Express (APEX) e del Japanese Journal of Applied Physics (JJAP). I suoi interessi di ricerca includono lo sviluppo di dispositivi e circuiti basati su eterostrutture e semiconduttori wide-band-gap. Percorso formativo e professionale 1997: Entra a far parte di ANADIGICS, Inc. di Warren, NJ (ora Coherent Corp.). Ha sviluppato GaAs MOSFET e pHEMT per comunicazioni wireless e in fibra ottica. 1998: Entra alla facoltà di Ingegneria Elettrica presso l’Università Centrale Nazionale. 2004-05: Visiting Scholar, Università dell’Illinois, Urbana Champaign. 2016-17: Visiting Professor, Università della California, Los Angeles (UCLA). 2019-22: Direttore del Centro per la ricerca ottica presso l’Università Centrale Nazionale (NCU). Visitate il sito web di ROHM per ulteriori informazioni https://www.rohm.com/news-detail?news-title=2023-11-08_news_gate-driver&defaultGroupId=false *Ricerca ROHM 8 novembre 2023

Informazioni su ROHM Semiconductor ROHM Semiconductor è una società globale da 507,8 miliardi di Yen (3,9 miliardi US Dollar) al 31 marzo 2023 con oltre 23.700 dipendenti. La società sviluppa e produce una vastissima gamma di soluzioni comprendente diodi SiC e MOSFET, IC analogici quali gate driver e IC per la gestione della potenza, ma anche transistori e diodi di potenza e componenti passivi. Inoltre, dispone di impianti di produzione all'avanguardia in Giappone, Germania, Corea, Malaysia, Tailandia, Filippine e Cina, nei quali avviene la produzione dei prodotti altamente performanti. ROHM Semiconductor Europe ha sede nei pressi di Düsseldorf. Da qui serve la regione EMEA (Europa, Medio Oriente e Africa). Per ulteriori informazioni contattare www.rohm.com