梵塔、英飛凌、英諾賽科等十大廠商布局半橋GaN領(lǐng)域

前言

傳統(tǒng)分立器件方案常面臨外圍元件繁多、驅(qū)動電路復(fù)雜、PCB占用面積大等痛點。隨著氮化鎵功率器件技術(shù)的成熟，主流廠商紛紛轉(zhuǎn)向驅(qū)動器+功率管的集成化設(shè)計，推出高壓半橋GaN芯片。這種集成化設(shè)計顯著簡化系統(tǒng)架構(gòu)，在效率、開關(guān)速度和功率密度上展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，已成為電機驅(qū)動、開關(guān)電源、快充適配器、光伏逆變器及車載電源等高性能應(yīng)用領(lǐng)域的理想選擇。

目前，國內(nèi)外多家知名廠商已在650V/700V高壓半橋GaN領(lǐng)域密局，產(chǎn)品線持續(xù)迭代。為此，本文系統(tǒng)梳理十大代表性廠商的核心半橋GaN芯片，剖析其關(guān)鍵參數(shù)與技術(shù)亮點，為行業(yè)提供客觀參考與選型依據(jù)。

半橋氮化鎵芯片

充電頭網(wǎng)總結(jié)了十大廠商推出的多款高壓氮化鎵芯片，并匯總?cè)缟媳硭尽?/p>

文中排名不分先后，按企業(yè)首字母順序排列。

Fantastichip梵塔

梵塔FCG65N150QF

梵塔FCG65N150QF氮化鎵合封器件創(chuàng)新性地集成了半橋驅(qū)動器、兩個對稱半橋配置的650V耐壓、150mΩ導(dǎo)阻的GaN晶體管，同時將自舉二極管一并內(nèi)置，外圍精簡，大幅削減了占板空間，并從根源上削弱了寄生效應(yīng)對電路性能的影響。

FCG65N150QF具備無反向恢復(fù)損耗的優(yōu)良特性，且開關(guān)延遲短，匹配誤差小。芯片內(nèi)置穩(wěn)壓器，低高兩側(cè)均配備UVLO保護(hù)功能，助力芯片的穩(wěn)定工作，提升內(nèi)置GaN工作效率，確保系統(tǒng)安全、高效運轉(zhuǎn)。此外，該芯片支持可編程死區(qū)時間，用戶能夠依據(jù)實際產(chǎn)品需求精準(zhǔn)、靈活配置，有效提升了使用的便利性與適配性。

該芯片擁有工業(yè)級別的-40~125℃的耐受區(qū)間，搭配緊湊的QFN 9×9mm封裝，結(jié)構(gòu)緊湊且受惡劣環(huán)境影響小。憑借此優(yōu)勢，該產(chǎn)品能廣泛且適配地應(yīng)用于半橋、全橋、LLC以及AHB電路，以及對體積要求苛刻的高功率密度PD適配器、筆電適配器等多種場景。

1、GaN功率器件領(lǐng)域再添一員，梵塔推出全新半橋GaN

Infineon 英飛凌

英飛凌IGI60L1111B1M

IGI60L1111B1M集成了一個半橋功率級，由兩個110 mΩ/600 V增強型 CoolGaN開關(guān) 和集成柵極驅(qū)動器組成，封裝在緊湊的6 x 8 mm TFLGA-27封裝內(nèi)。在低至中功率應(yīng)用場景下，該器件非常適合用于支持高功率密度電機驅(qū)動和開關(guān)電源的設(shè)計，充分利用 CoolGaN功率開關(guān)優(yōu)異的開關(guān)特性。

英飛凌的 CoolGaN及相關(guān)功率開關(guān) 具備非常堅固的柵極結(jié)構(gòu)。當(dāng)在導(dǎo)通狀態(tài)下由數(shù) mA 的連續(xù)柵極電流驅(qū)動時，總能保證實現(xiàn)最低導(dǎo)通電阻 Rdson。

英飛凌IGI60F1414A1L

英飛凌推出的半橋氮化鎵集成功率級芯片 IGI60F1414A1L，適合低功率至中功率范圍、小型輕量化的設(shè)計應(yīng)用。外觀為8x8 QFN-28封裝型式，針對散熱效能進(jìn)行強化，可為系統(tǒng)提供極高的功率密度。此產(chǎn)品包含兩個 140 mΩ / 600 V CoolGaN 增強型 （e-mode） HEMT 開關(guān)以及英飛凌 EiceDRIVER系列中的電氣隔離專用高低側(cè)柵極驅(qū)動器。

隔離柵極驅(qū)動器擁有兩個數(shù)字 PWM 輸入，讓 IGI60F1414A1L 更易于控制。為了達(dá)到縮短開發(fā)時間、減少系統(tǒng)物料清單項目和降低總成本等目標(biāo)，利用集成隔離功能、明確分隔數(shù)字和電源接地以及簡化PCB配置等，皆是不可或缺的要素。

柵極驅(qū)動器采用英飛凌的單芯片無磁芯變壓器（CT）技術(shù)，將輸入與輸出有效隔離。即便在電壓上升或下降速率超過150 V/ns的超快速切換瞬時下，仍可確保高速特性和杰出的穩(wěn)定性。

英飛凌 IGI60F1414A1L的切換特性可以簡易地根據(jù)不同的應(yīng)用借由一些柵極路徑的被動元件諸如阻容器件實現(xiàn)。例如，此特性可使電流或電壓速率優(yōu)化，以降低電磁干擾（EMI）效應(yīng)、穩(wěn)態(tài)柵極電流調(diào)整和負(fù)柵極電壓驅(qū)動，在硬切換開關(guān)應(yīng)用中穩(wěn)定運行。

1、 英飛凌推出30W-500W快充應(yīng)用CoolGaN氮化鎵產(chǎn)品

應(yīng)用案例：

1、拆解報告：Anker安克全氮化鎵120W充電器

2、拆解報告：安克140W USB PD3.1氮化鎵充電器

英飛凌IGI60L1414B1M

IGI60L1414B1M 集成了一個半橋功率級，該功率級由兩個140 mΩ/600 V增強型CoolGaN開關(guān)與集成柵極驅(qū)動器組成，封裝于小巧的 6 x 8 mm TFLGA-27 封裝中。在低到中功率應(yīng)用領(lǐng)域，它非常適合用于支持高功率密度的電機驅(qū)動和開關(guān)電源的設(shè)計，充分利用CoolGaN功率開關(guān)優(yōu)異的開關(guān)特性。

英飛凌的CoolGaN及相關(guān)功率開關(guān) 提供了非常穩(wěn)健的柵極結(jié)構(gòu)。當(dāng)其在“導(dǎo)通”狀態(tài)下由幾 mA 的連續(xù)柵極電流驅(qū)動時，總能保證最小的導(dǎo)通電阻 Rdson。

英飛凌IGI60L2727B1M

IGI60L2727B1M 集成了一個半橋功率級，該功率級由兩顆600 V / 270 mΩ增強型 CoolGaN開關(guān)與集成柵極驅(qū)動器組成，封裝為小尺寸 6 x 8 mm TFLGA-27。在低到中等功率應(yīng)用領(lǐng)域，它非常適合用于高功率密度電機驅(qū)動和開關(guān)電源的設(shè)計，充分發(fā)揮CoolGaN功率開關(guān)卓越的開關(guān)特性。

英飛凌的CoolGaN及相關(guān)功率開關(guān)提供了非常穩(wěn)健的柵極結(jié)構(gòu)。當(dāng)在“導(dǎo)通”狀態(tài)下由連續(xù)的毫安級柵極電流驅(qū)動時，器件始終能夠保證最小導(dǎo)通電阻 Rdson。

英飛凌IGI60L5050B1M

IGI60L5050B1M 集成了一個半橋功率級，該功率級由兩個500mΩ/600V增強型CoolGaN開關(guān)與集成柵極驅(qū)動器組成，封裝在緊湊的6 x 8 mm TFLGA-27封裝中。在低到中功率應(yīng)用領(lǐng)域，該器件非常適合用于設(shè)計 高功率密度的電機驅(qū)動和開關(guān)電源，充分利用 CoolGaN功率開關(guān)優(yōu)異的開關(guān)性能。

英飛凌的CoolGaN及相關(guān)功率開關(guān)提供了非常堅固的柵極結(jié)構(gòu)。在“導(dǎo)通”狀態(tài)下，當(dāng)以數(shù) mA的連續(xù)柵極電流驅(qū)動時，始終可以保證其具備最小的導(dǎo)通電阻Rdson。

Innoscience 英諾賽科

英諾賽科ISG6102

ISG6102是一款耐壓700V，導(dǎo)阻150mΩ的半橋氮化鎵功率芯片，支持9-80V的輸入電壓而無需額外的低壓差線性穩(wěn)壓器，能夠維持6V柵極驅(qū)動電壓，集成的智能柵極驅(qū)動器提供可編程的一級開啟速度以控制轉(zhuǎn)換速率，并延遲二級開啟增強，從而實現(xiàn)高頻率、高效率和低EMI性能。內(nèi)部集成無損電流感應(yīng)，具有可編程的開關(guān)啟動斜率，支持零反向恢復(fù)電壓，采用QFN6x8封裝。

英諾賽科ISG6103

ISG6103是一款耐壓700V，導(dǎo)阻230mΩ的半橋氮化鎵功率芯片，內(nèi)置高壓線性穩(wěn)壓器、智能柵極驅(qū)動器和無損電流檢測電路，支持9-80V的輸入電壓而無需額外的低壓差線性穩(wěn)壓器，能夠維持6V柵極驅(qū)動電壓。集成的智能柵極驅(qū)動器提供可編程的一級開啟速度以控制轉(zhuǎn)換速率，并延遲二級開啟增強，從而實現(xiàn)高頻、高效率和低EMI性能，采用QFN6x8封裝。

英諾賽科ISG6106QA

英諾賽科ISG6106是一款耐壓700V，導(dǎo)阻100mΩ的半橋氮化鎵功率芯片，內(nèi)部集成了高壓線性穩(wěn)壓器、智能棚極驅(qū)動器和無損電流檢測電路，支持最高80V輸入而無需額外的LDO需求，并可保持6.5V的柵極驅(qū)動電壓。

ISG6106可耐受700V連續(xù)電壓，800V的瞬時電壓，靜態(tài)電流僅有115μA，支持自動待機模式，支持零反向恢復(fù)電荷，高頻操作可達(dá)2MHz，集成5V LDO用于供電數(shù)字隔離器，內(nèi)置的智能柵極驅(qū)動器提供可編程開關(guān)以控制轉(zhuǎn)換速率，采用QFN6x8封裝。

英諾賽科ISG6107QA

英諾賽科ISG6107是一款耐壓700V，導(dǎo)阻150mΩ的半橋氮化鎵功率芯片，內(nèi)部集成了高壓線性穩(wěn)壓器、智能棚極驅(qū)動器和無損電流檢測電路，支持最高80V輸入而無需額外的LDO需求，并可保持6.5V的柵極驅(qū)動電壓。

ISG6107可耐受700V連續(xù)電壓，800V的瞬時電壓，靜態(tài)電流僅有115μA，支持自動待機模式，支持零反向恢復(fù)電荷，高頻操作可達(dá)2MHz，集成5V LDO用于供電數(shù)字隔離器，內(nèi)置的智能柵極驅(qū)動器提供可編程開關(guān)以控制轉(zhuǎn)換速率，采用QFN6x8封裝。

英諾賽科ISG6108QA

英諾賽科ISG6108是一款耐壓700V，導(dǎo)阻230mΩ的半橋氮化鎵功率芯片，內(nèi)部集成了高壓線性穩(wěn)壓器、智能棚極驅(qū)動器和無損電流檢測電路，支持最高80V輸入而無需額外的LDO需求，并可保持6.5V的柵極驅(qū)動電壓。

ISG6108可耐受700V連續(xù)電壓，800V的瞬時電壓，靜態(tài)電流僅有115μA，支持自動待機模式，支持零反向恢復(fù)電荷，高頻操作可達(dá)2MHz，集成5V LDO用于供電數(shù)字隔離器，內(nèi)置的智能柵極驅(qū)動器提供可編程開關(guān)以控制轉(zhuǎn)換速率，采用QFN6x8封裝。

英諾賽科ISG6109QA

英諾賽科ISG6109是一款耐壓700V，導(dǎo)阻320mΩ的半橋氮化鎵功率芯片，內(nèi)部集成了高壓線性穩(wěn)壓器、智能棚極驅(qū)動器和無損電流檢測電路，支持最高80V輸入而無需額外的LDO需求，并可保持6.5V的柵極驅(qū)動電壓。

ISG6109可耐受700V連續(xù)電壓，800V的瞬時電壓，靜態(tài)電流僅有115μA，支持自動待機模式，支持零反向恢復(fù)電荷，高頻操作可達(dá)2MHz，集成5V LDO用于供電數(shù)字隔離器，內(nèi)置的智能柵極驅(qū)動器提供可編程開關(guān)以控制轉(zhuǎn)換速率，采用QFN6x8封裝。

JOULWATT 杰華特

杰華特JW1568K

JW1568K集成了一個門極驅(qū)動器和兩個增強模式的GaN晶體管，采用半橋配置。集成的功率GaN器件具有220 m?的導(dǎo)通電阻（RDS(ON)）和650 V的漏極-源極擊穿電壓，而嵌入式門極驅(qū)動器的高側(cè)可以輕松地由集成的bootstrap二極管供電。

JW1568K具有下部和上部驅(qū)動部分的欠壓鎖定保護(hù)，可防止功率開關(guān)在低效率或危險條件下運行。JW1568K提供6mm*8mm的QFN封裝。高度集成化使其成為一種簡單易用、元件數(shù)量少且高效的隔離電源傳遞應(yīng)用解決方案。

應(yīng)用案例：

1、拆解報告：機械革命140W USB-C氮化鎵快充充電器

2、拆解報告：Aohi 140W 2C1A氮化鎵充電器（青春版）

3、拆解報告：倍思100W伸縮線桌面充

4、拆解報告：機械革命140W USB-C氮化鎵快充充電器

Navitas 納微

納微NV624X

NV624X是一款采用了Navitas 納微半導(dǎo)體最新GaNSense技術(shù)的新一代半橋氮化鎵功率芯片系列產(chǎn)品，相比于現(xiàn)有的分立式方案，納微半橋功率芯片可實現(xiàn)MHz級的開關(guān)頻率，將有效降低系統(tǒng)損耗和復(fù)雜度。

納微NV624X系列目前已有 NV6245C、NV6247兩款650V產(chǎn)品以及700V產(chǎn)品NV6247C，均采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、薄型、低電感的 6x8mm PQFN 封裝。納微 NV6245C 內(nèi)置2顆 275mΩ GaN FETs 和對應(yīng)驅(qū)動器，可用于 65W ACF 拓?fù)淇斐潆娫础?00W AHB 拓?fù)淇斐潆娫吹犬a(chǎn)品中。

納微NV6247內(nèi)置2顆160mΩ GaN FETs和對應(yīng)驅(qū)動器，實現(xiàn)橋式電源拓?fù)湓?MHz 頻率下運行。不僅如此，芯片同時還完美適配圖騰柱PFC以及三相電機驅(qū)動等應(yīng)用場景。

納微NV624X 半橋氮化鎵功率芯片為電子元件創(chuàng)建了一個易于使用的系統(tǒng)構(gòu)建塊。相較分立式方案，革命性的單片集成方案能有效減少 60% 的元件數(shù)量及布局結(jié)構(gòu)，進(jìn)而減少系統(tǒng)成本、尺寸、重量與復(fù)雜性。

納微NV624X半橋氮化鎵功率芯片集成的 GaNSense 技術(shù)實現(xiàn)了前所未有的自動保護(hù)，提升了系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性，并結(jié)合了無損電流感測，達(dá)到更高層級的效率和節(jié)能水平。

1、邁向MHz時代，納微重磅推出新型半橋氮化鎵功率芯片NV624x系列

2、納微半導(dǎo)體發(fā)布GaNSense半橋氮化鎵功率芯片NV624x應(yīng)用手冊

納微NV6252

NV6252 是一款 650V GaNFast半橋功率IC，將兩顆高性能增強型eMode GaN功率晶體管與高可靠性驅(qū)動及保護(hù)電路單片集成，面向高頻、高效率和高功率密度電源應(yīng)用而優(yōu)化設(shè)計。器件支持 650V 直流母線耐壓，其中高邊GaN FET典型導(dǎo)通電阻為600 mΩ，低邊GaN低至300 mΩ，在保證高耐壓能力的同時顯著降低導(dǎo)通損耗。

NV6252 具備優(yōu)異的dv/dt抗擾能力，支持高達(dá)2 MHz的開關(guān)頻率，可顯著縮小磁性元件與濾波器體積，實現(xiàn)更高系統(tǒng)效率與功率密度。器件集成浮動高邊驅(qū)動、內(nèi)部電平轉(zhuǎn)換及自舉結(jié)構(gòu)，并提供完善的 UVLO、ESD 及直通保護(hù)，幫助設(shè)計人員在高頻、高壓環(huán)境下實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的電源方案。

NV6252 采用QFN 6×8封裝，封裝厚度僅0.85 mm，可廣泛適用于 AC-DC、DC-DC、DC-AC 電源架構(gòu)，包括 反激、LLC 諧振、Buck/Boost、半橋及全橋拓?fù)?。典型?yīng)用場景涵蓋 快充適配器、筆記本電腦電源、服務(wù)器與通信輔助電源、LED 照明、顯示器電源以及高性能 Class-D 功放 等，是新一代高效率、高集成度電源設(shè)計的理想選擇。

納微NV6269C

NV6269C是一款面向高頻高效率電源的650V半橋 GaNFast Power IC，集成高邊與低邊增強型eMode GaN FET、柵極驅(qū)動及多重保護(hù)功能。器件支持650V連續(xù)耐壓、800V瞬態(tài)耐壓，具備200 V/ns 的高dv/dt抗擾能力，高低邊導(dǎo)通電阻均低至70 mΩ，并支持最高2 MHz 的開關(guān)頻率，兼顧高耐壓、低損耗與高速開關(guān)需求。

NV6269C 的核心亮點在于集成 GaNSense無損電流檢測技術(shù)，可在無需外部分流電阻的情況下實現(xiàn)實時、精準(zhǔn)的電流感知，并直接用于過流保護(hù)與控制回路。該方案不僅減少外圍器件與功耗損失，還提升了電流檢測帶寬、系統(tǒng)一致性與可靠性，同時配合過溫保護(hù)、自動恢復(fù)及輕載自動待機功能，使器件在高頻、高功率密度應(yīng)用中更加安全穩(wěn)健。

器件采用QFN 封裝，具備低寄生電感與增強散熱能力，適合高 dv/dt、高 di/dt 的半橋應(yīng)用。NV6269C特別適用于LLC、ACF、AHB等諧振拓?fù)?，以及高端AC-DC / DC-DC電源、快充適配器、筆記本電源、服務(wù)器與通信輔助電源及Class D 功放等場景，是追求高效率、高功率密度與高可靠性電源系統(tǒng)的理想選擇。

novosns 納芯微

納芯微NSG65N15K

為進(jìn)一步發(fā)揮GaN高頻、高速的特性優(yōu)勢，納芯微同時推出了集成化的Power Stage產(chǎn)品NSG65N15K，內(nèi)部集成了半橋驅(qū)動器NSD2621和兩顆耐壓650V、導(dǎo)阻電阻150mΩ的GaN開關(guān)管，工作電流可達(dá)20A。NSG65N15K內(nèi)部還集成了自舉二極管，并且內(nèi)置可調(diào)死區(qū)時間、欠壓保護(hù)、過溫保護(hù)功能，可以用于圖騰柱PFC、ACF和LLC等半橋或全橋拓?fù)洹?/p>

NSG65N15K用一顆器件取代驅(qū)動器和兩顆開關(guān)管組成的半橋，有效減少元件數(shù)量和布板面積。NSG65N15K是9*9mm的QFN封裝，相比傳統(tǒng)分立方案的兩顆5*6mm DFN封裝的GaN開關(guān)管加上一顆4*4mm QFN封裝的高壓半橋驅(qū)動，加上外圍元件，總布板面積可以減小40%以上，從而有效提高電源的功率密度。同時，NSG65N15K的走線更方便PCB布局，有利于實現(xiàn)簡潔快速的方案設(shè)計。

NSG65N15K的合封設(shè)計有助于減小驅(qū)動和開關(guān)管之間的寄生電感，簡化系統(tǒng)設(shè)計并提高可靠性。如上圖所示，傳統(tǒng)的分立器件方案，會引入由于PCB走線造成的柵極環(huán)路電感Lg_pcb和由于GaN內(nèi)部打線造成的共源極電感Lcs。

其中，柵極環(huán)路電感Lg_pcb會在柵極電壓開通或關(guān)斷過程產(chǎn)生振鈴，如果振鈴超出GaN的柵源電壓范圍，容易造成柵極擊穿；并且在上管開通過程中，高dv/dt產(chǎn)生的米勒電流會在下管的Lg_pcb上產(chǎn)生正向壓降，有可能造成GaN的柵極電壓大于開啟電壓，從而誤導(dǎo)通。而共源極電感Lcs造成的影響，主要是會限制GaN電流的di/dt，增加額外的開關(guān)損耗；此外，在GaN開通過程電流增大，由于di/dt會在Lcs上產(chǎn)生正向壓降，降低了GaN的實際柵極電壓，增大了開通損耗。

1、 納芯微進(jìn)軍第三代半導(dǎo)體市場，推出半橋氮化鎵芯片

PRIMECHIP 元芯半導(dǎo)體

元芯半導(dǎo)體YX45132

YX45132將導(dǎo)阻400mΩ的高性能增強型700V GaN HEMT與全功能柵極驅(qū)動器集成在一起，實現(xiàn)了高頻率和高效率運行。該器件采用了一種新穎的電流檢測方法，該方法不受GaN動態(tài)導(dǎo)通電阻影響，可實現(xiàn)精準(zhǔn)電流檢測，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能和可靠性，這是分立GaN器件無法實現(xiàn)的。

YX45132內(nèi)部集成了一個從40V VCC降壓的5V LDO，支持帶遲滯的TTL和CMOS邏輯輸入。同時還具備欠壓鎖定（UVLO）和過溫保護(hù)（OTP）功能，以提高系統(tǒng)的魯棒性；低待機電流設(shè)計可改善空載效率。

元芯半導(dǎo)體YX45134

YX45134 集成了一顆700V 300mΩ增強型GaN HEMT與全功能柵極驅(qū)動器，可實現(xiàn)高頻率和高效率運行。YX45134采用了一種新型電流檢測方法，該方法獨立于 GaN 的動態(tài) Rdson，可實現(xiàn)高精度的電流檢測，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能與可靠性，這是分立式 GaN 器件所無法實現(xiàn)的。

YX45134內(nèi)置從 40V VCC 轉(zhuǎn)換的 5V LDO，支持帶遲滯的 TTL 與 CMOS 邏輯輸入。同時具備欠壓鎖定（UVLO）與過溫保護(hù)功能，以增強系統(tǒng)的可靠性；其超低待機電流有助于提高空載效率。YX45134 可支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括反激（Flyback）、半橋（Half-Bridge）、降壓/升壓（Buck/Boost）、LLC 以及其他諧振變換器，在 MHz 級開關(guān)頻率下實現(xiàn)高效率和低 EMI，并以低成本實現(xiàn)前所未有的功率密度。

元芯半導(dǎo)體YX45136

YX45136將高性能增強型700V GaN HEMT與全功能柵極驅(qū)動器集成，實現(xiàn)了前所未有的高頻率與高效率運行。YX45136采用一種新型電流檢測方法，該方法不依賴GaN 動態(tài) Rdson，可實現(xiàn)精確電流檢測，進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能和魯棒性，而這在分立式 GaN FET 中是無法實現(xiàn)的。

YX45136 集成了從 40V VCC 降壓的 5V LDO，并支持帶遲滯的 TTL 與 CMOS 輸入邏輯。同時具備欠壓鎖定（UVLO）和過溫保護(hù)，提高系統(tǒng)可靠性；低待機電流則改善了空載效率。

YX45136 可支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如反激、半橋、Buck/Boost、LLC 以及其他諧振變換器，實現(xiàn) MHz 級開關(guān)頻率，具備高效率和低 EMI，同時在低成本下實現(xiàn)前所未有的功率密度。

ST 意法半導(dǎo)體

ST意法半導(dǎo)體目前已推出至少5款MasterGaN半橋器件，MasterGaN器件內(nèi)部集成了兩顆 650V耐壓的GaN開關(guān)管及驅(qū)動器，組成半橋器件，是一款先進(jìn)的系統(tǒng)級功率封裝，可輸入邏輯電壓信號輕松控制器件，支持零下40到125攝氏度工作溫度范圍。

意法MasterGaN1

ST意法半導(dǎo)體MasterGaN1內(nèi)部集成半橋驅(qū)動器和兩顆耐壓650V，導(dǎo)阻150mΩ的高壓GaN開關(guān)管，集成在9*9*1mm的QFN封裝內(nèi)，工作電流10A，低側(cè)和高側(cè)均具有欠壓關(guān)閉保護(hù)。驅(qū)動器內(nèi)置自舉二極管，內(nèi)置互鎖功能，且具有準(zhǔn)確的內(nèi)部定時匹配。

圖為ST MasterGaN1的評估板，連接為半橋輸出，左側(cè)為驅(qū)動信號輸入，右側(cè)為半橋輸出，左側(cè)下方是一顆穩(wěn)壓器，為MasterGaN1提供穩(wěn)壓供電。通過評估板圖片可以看出，MasterGaN1器件將控制信號和功率走線分開，便于走線布局設(shè)計。

ST意法半導(dǎo)體 MasterGaN1 通過內(nèi)部集成半橋驅(qū)動器和GaN開關(guān)管來減少元件數(shù)量，同時其走線方便布局設(shè)置，可實現(xiàn)靈活簡潔快速的設(shè)計。

1、ST意法半導(dǎo)體發(fā)布GaN半橋器件：內(nèi)置驅(qū)動器和兩顆氮化鎵

2、 ST意法半導(dǎo)體推出三款半橋氮化鎵單芯片

應(yīng)用案例：

1、拆解報告：華為66W氮化鎵超薄充電器

2、拆解報告：華為66Ｗ多口超級快充拆解

意法MasterGaN1L

意法MASTERGAN1L是一款先進(jìn)的系統(tǒng)級功率封裝器件，在半橋配置中集成了柵極驅(qū)動器和兩個增強模式GaN晶體管。集成的功率GaN具有150 mΩ的RDS(ON)和650 V漏源閉鎖電壓，而嵌入式柵極驅(qū)動器的高側(cè)可由集成式自舉二極管輕松提供。

MASTERGAN1L在VCC上具有UVLO保護(hù)，可防止電源開關(guān)在低效率或危險條件下運行，并且互鎖功能可避免出現(xiàn)交叉?zhèn)鲗?dǎo)的情況。輸入引腳的范圍經(jīng)過擴展，可與模擬控制器、微控制器和DSP單元輕松連接。MASTERGAN1L的工作溫度范圍為-40°C至125°C，采用緊湊型9x9 mm QFN封裝。

意法MasterGaN2

ST意法半導(dǎo)體MasterGaN2內(nèi)部集成了半橋驅(qū)動器和兩顆耐壓650V的高壓GaN開關(guān)管組成非對稱半橋，上管為225mΩ，下管為150mΩ，集成在9*9*1mm的QFN封裝內(nèi)，工作電流最高10A，低側(cè)和高側(cè)均具有欠壓關(guān)閉保護(hù)，可用于ACF拓?fù)洹?/p>

MASTERGAN2為非對稱設(shè)計的半橋結(jié)構(gòu)，上管為225mΩ，下管為150mΩ，其余功能與MASTERGAN1一致，可用于ACF拓?fù)洹?/p>

ST意法半導(dǎo)體 MasterGaN2 集成的驅(qū)動器內(nèi)置自舉二極管，內(nèi)置互鎖功能，且具有準(zhǔn)確的內(nèi)部定時匹配。

1、 ST意法半導(dǎo)體推出三款半橋氮化鎵單芯片

意法MasterGaN3

MASTERGAN3是一款先進(jìn)的功率系統(tǒng)封裝集成，采用門極驅(qū)動器和兩個增強模式GaN晶體管的非對稱半橋配置。集成的功率GaN具有650 V的擊穿電壓，同時嵌入式門極驅(qū)動器的高側(cè)可以通過集成的自舉二極管輕松供電。

ST意法半導(dǎo)體MasterGaN3 內(nèi)部集成了半橋驅(qū)動器和兩顆耐壓650V的高壓GaN開關(guān)管組成非對稱半橋，上管為450mΩ，下管為225mΩ，集成在 9*9*1mm 的QFN封裝內(nèi)，工作電流最高6.5A，低側(cè)和高側(cè)均具有欠壓關(guān)閉保護(hù)。

MASTERGAN3在上下驅(qū)動部分都具有UVLO保護(hù)，防止電源開關(guān)在低效率或危險條件下工作，互鎖功能可以避免交叉?zhèn)鲗?dǎo)條件。MASTERGAN3的工作溫度范圍為-40°C至125°C，適用于工業(yè)環(huán)境，采用9x9 mm QFN封裝。

1、四大功率器件廠商推出半橋氮化鎵合封芯片

意法MasterGaN4

ST意法半導(dǎo)體MasterGaN4 內(nèi)部集成半橋驅(qū)動器和兩顆耐壓650V，導(dǎo)阻225mΩ的高壓GaN開關(guān)管，集成在9*9*1mm的QFN封裝內(nèi)，工作電流6.5A，低側(cè)和高側(cè)均具有欠壓關(guān)閉保護(hù)。驅(qū)動器內(nèi)置自舉二極管，內(nèi)置互鎖功能，且具有準(zhǔn)確的內(nèi)部定時匹配。

MasterGaN4為對稱半橋結(jié)構(gòu)，內(nèi)置兩顆225mΩ導(dǎo)阻的高壓GaN開關(guān)管。

ST意法半導(dǎo)體MasterGaN4通過內(nèi)部集成半橋驅(qū)動器和GaN開關(guān)管來減少元件數(shù)量，同時其走線方便布局設(shè)置，可實現(xiàn)靈活簡潔快速的設(shè)計。

1、 ST意法半導(dǎo)體推出三款半橋氮化鎵單芯片

應(yīng)用案例：

1、 古石 x 意法188W多口桌面充電器參考設(shè)計解析

意法MasterGaN4L

意法MASTERGAN4L是一款先進(jìn)的系統(tǒng)級功率封裝器件，在半橋配置中集成了柵極驅(qū)動器和兩個增強模式GaN晶體管。集成的功率GaN分別具有225 mΩ的RDS(ON)和650 V漏源阻斷電壓，而嵌入式柵極驅(qū)動器的高側(cè)可由集成式自舉二極管輕松提供。

MASTERGAN4L在VCC上具有UVLO保護(hù)，可防止電源開關(guān)在低效率或危險條件下運行，并且互鎖功能可避免出現(xiàn)交叉?zhèn)鲗?dǎo)的情況。輸入引腳的范圍經(jīng)過擴展，可與模擬控制器、微控制器和DSP單元輕松連接。MASTERGAN4L的工作溫度范圍為-40°C至125°C，采用緊湊型9x9 mm QFN封裝。

意法MasterGaN5

MASTERGAN5是一款先進(jìn)的功率系統(tǒng)封裝集成，采用門極驅(qū)動器和兩個增強模式GaN功率晶體管的半橋配置。集成的功率GaNs具有650V的擊穿電壓，同時嵌入式門極驅(qū)動器的高側(cè)可以通過集成的二極管輕松供電。

ST意法半導(dǎo)體MasterGaN5內(nèi)部集成半橋驅(qū)動器和兩顆耐壓650V，導(dǎo)阻450mΩ的高壓GaN開關(guān)管，集成在9*9*1mm的QFN封裝內(nèi)，工作電流4A，低側(cè)和高側(cè)均具有欠壓關(guān)閉保護(hù)。驅(qū)動器內(nèi)置自舉二極管，內(nèi)置互鎖功能，且具有準(zhǔn)確的內(nèi)部定時匹配。

1、華為發(fā)力大功率快充，90W氮化鎵充電器拆解，首發(fā)ACF+雙GaN架構(gòu)

Tagore泰高技術(shù)

泰高技術(shù)TTHB100NM

泰高技術(shù)推出氮化鎵半橋芯片TTHB100NM，這是一款集成2顆增強型氮化鎵650V 100mΩ 氮化鎵開關(guān)管及對應(yīng)的驅(qū)動器的半橋功率芯片，用于高側(cè)、低側(cè)和電平轉(zhuǎn)換。它內(nèi)置了UVLO（欠壓鎖定）、過溫和帶故障輸出信號的過電流保護(hù)，芯片內(nèi)集成了用于高側(cè)的啟動電源。

泰高技術(shù) TTHB100NM 具有12V~20V的寬電源工作范圍，可應(yīng)用在DC–DC轉(zhuǎn)換、逆變器、手機/筆記本充電器、LED/電機驅(qū)動、圖騰柱無橋PFC 應(yīng)用、高頻LLC轉(zhuǎn)換器、服務(wù)器/AC-DC電源、有源鉗位反激等場景中。

泰高技術(shù) TTHB100NM 芯片采用低電感 8mm×10mm QFN 封裝，低電感封裝的集成驅(qū)動器允許在高壓和高頻中安全運行。開關(guān)頻率高達(dá)2MHz，傳輸延遲低至 50ns，支持 50V/ns dV/dT 抗擾度, 外圍元器件精簡，具有非常緊湊和簡便的布局，可實現(xiàn)靈活快捷的設(shè)計。

泰高技術(shù) TTHB100NM 芯片 8mm×10mm QFN 封裝看起來比較大，但是比起兩顆8mm*8mm的GaN開關(guān)管加上獨立的驅(qū)動器，占板面積大大縮小。同時合封器件也大大減小了寄生效應(yīng)對效率的影響，提高電源產(chǎn)品的效率和可靠性。

1、又一家第三代半導(dǎo)體企業(yè)宣布進(jìn)軍合封GaN半橋市場

TI德州儀器

德州儀器LMG2610

LMG2610是一款 650V GaN 功率 FET 半橋，適用于開關(guān)模式電源應(yīng)用中 < 75W 的有源鉗位反激式 (ACF) 轉(zhuǎn)換器。LMG2610 通過在 9mm x 7mm QFN 封裝中集成半橋功率 FET、柵極驅(qū)動器、自舉二極管和高側(cè)柵極驅(qū)動電平轉(zhuǎn)換器，簡化了設(shè)計、減少了元件數(shù)量并減小了布板空間。

非對稱GaN FET電阻針對 ACF 工作條件進(jìn)行了優(yōu)化?？删幊虒?dǎo)通壓擺率可提供 EMI 和振鈴控制。與傳統(tǒng)的電流檢測電阻相比，低側(cè)電流檢測仿真可降低功耗，并允許將低側(cè)散熱焊盤連接到冷卻 PCB 電源接地。

高側(cè)柵極驅(qū)動信號電平轉(zhuǎn)換器消除了外部解決方案中出現(xiàn)的噪聲和突發(fā)模式功率耗散問題。智能開關(guān) GaN 自舉 FET 沒有二極管正向壓降，可避免高側(cè)電源過充，并且反向恢復(fù)電荷為零。

LMG2610 具有低靜態(tài)電流和快速啟動時間，支持轉(zhuǎn)換器輕負(fù)載效率要求和突發(fā)模式運行。保護(hù)特性包括 FET 導(dǎo)通互鎖、欠壓鎖定 (UVLO)、逐周期電流限制和過熱關(guān)斷。

德州儀器LMG2640

LMG2640 是一款 650V GaN功率FET半橋，適用于開關(guān)模式電源應(yīng)用中。LMG2640通過在 9mm x 7mm QFN封裝中集成半橋功率 FET、柵極驅(qū)動器、自舉二極管和高側(cè)柵極驅(qū)動電平轉(zhuǎn)換器，可簡化設(shè)計、減少元件數(shù)量并縮減布板空間。

與傳統(tǒng)的電流檢測電阻相比，低側(cè)電流檢測仿真可降低功耗，并允許將低側(cè)散熱焊盤連接到 PCB 電源地進(jìn)行冷卻。高側(cè)柵極驅(qū)動信號電平轉(zhuǎn)換器消除了外部解決方案中出現(xiàn)的噪聲和突發(fā)模式功率耗散問題。智能開關(guān) GaN 自舉 FET 沒有二極管正向壓降，可避免高側(cè)電源過充，并且反向恢復(fù)電荷為零。

LMG2640 具有低靜態(tài)電流和快速啟動時間，支持轉(zhuǎn)換器輕負(fù)載效率要求和突發(fā)模式運行。保護(hù)特性包括FET 導(dǎo)通互鎖、欠壓鎖定 (UVLO)、逐周期電流限制和過熱關(guān)斷。

德州儀器LMG2650

LMG2650 是一款 650V、95mΩ 氮化鎵（GaN）功率 FET 半橋器件。它通過在 6mm × 8mm QFN 封裝內(nèi)集成半橋功率 FET、柵極驅(qū)動器、自舉二極管和高側(cè)柵極驅(qū)動電平移位器，簡化了設(shè)計，減少了元件數(shù)量，并節(jié)省了電路板空間。

器件支持 可編程的上升沿開啟速率，用于 抑制 EMI 和振鈴。低側(cè)電流檢測仿真功能相比傳統(tǒng)電流檢測電阻能夠降低功耗，并允許低側(cè)熱焊盤直接連接到散熱 PCB 電源地。

高側(cè)GaN 功率 FET 可通過 低側(cè)參考柵極驅(qū)動引腳 (INH) 或 高側(cè)參考柵極驅(qū)動引腳 (GDH) 控制。高側(cè)柵極驅(qū)動電平移位器能夠在嚴(yán)苛的功率開關(guān)環(huán)境下，可靠地將 INH 引腳信號傳輸至高側(cè)柵極驅(qū)動器。

德州儀器LMG2652

LMG2652 是一款650V 140mΩ GaN 功率 FET 半橋。LMG2652 通過在 6mm x 8mm QFN 封裝中集成半橋功率 FET、柵極驅(qū)動器、自舉二極管和高側(cè)柵極驅(qū)動電平轉(zhuǎn)換器，可簡化設(shè)計、減少元件數(shù)量并縮減布板空間。

與傳統(tǒng)的電流檢測電阻相比，低側(cè)電流檢測仿真可降低功耗，并允許將低側(cè)散熱焊盤連接到 PCB 電源地進(jìn)行冷卻。

高側(cè)GaN功率FET可通過低側(cè)參考柵極驅(qū)動引腳(INH) 或高側(cè)參考柵極驅(qū)動引腳 (GDH) 進(jìn)行控制。在具有挑戰(zhàn)性的電源開關(guān)環(huán)境中，高側(cè)柵極驅(qū)動信號電平轉(zhuǎn)換器能夠可靠地將 INH 引腳信號傳輸?shù)礁邆?cè)柵極驅(qū)動器。智能開關(guān) GaN 自舉 FET 沒有二極管正向壓降，可避免高側(cè)電源過充，并且反向恢復(fù)電荷為零。

LMG2652 具有低靜態(tài)電流和快速啟動時間，可滿足轉(zhuǎn)換器輕負(fù)載效率要求，并實現(xiàn)突發(fā)模式運行。保護(hù)特性包括 FET 導(dǎo)通互鎖、欠壓鎖定 (UVLO)、逐周期電流限制和過熱關(guān)斷。

德州儀器LMG2656

LMG2656是一款650V 230mΩ GaN 功率 FET 半橋。LMG2656 通過在 6mm x 8mm QFN 封裝中集成半橋功率 FET、柵極驅(qū)動器、自舉 FET 和高側(cè)柵極驅(qū)動電平轉(zhuǎn)換器，可簡化設(shè)計、減少元件數(shù)量并縮減布板空間。

可編程導(dǎo)通壓擺率可實現(xiàn) EMI 和振鈴控制。與傳統(tǒng)的電流檢測電阻相比，低側(cè)電流檢測仿真可降低功耗，并允許將低側(cè)散熱焊盤連接到 PCB 電源地。高側(cè) GaN 功率 FET 可通過低側(cè)參考柵極驅(qū)動引腳(INH) 或高側(cè)參考柵極驅(qū)動引腳 (GDH) 進(jìn)行控制。在具有挑戰(zhàn)性的電源開關(guān)環(huán)境中，高側(cè)柵極驅(qū)動信號電平轉(zhuǎn)換器能夠可靠地將 INH 引腳信號傳輸?shù)礁邆?cè)柵極驅(qū)動器。

智能開關(guān) GaN 自舉 FET 沒有二極管正向壓降，可避免高側(cè)電源過充，并且反向恢復(fù)電荷為零。LMG2656 具有低靜態(tài)電流和快速啟動時間，可滿足轉(zhuǎn)換器輕負(fù)載效率要求，并實現(xiàn)突發(fā)模式運行。保護(hù)特性包括 FET 導(dǎo)通互鎖、欠壓鎖定 (UVLO)、逐周期電流限制和過熱關(guān)斷。超低壓擺率設(shè)置支持電機驅(qū)動應(yīng)用。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

高壓半橋GaN芯片已成為功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的重點突破方向。通過深度集成功率管與驅(qū)動電路，可大幅降低產(chǎn)品設(shè)計難度、提升系統(tǒng)效率與功率密度，正加速向消費級快充/適配器，以及車載OBC、光伏儲能、工業(yè)電源等高功率領(lǐng)域滲透。隨著工藝優(yōu)化與成本下降，半橋GaN方案有望進(jìn)一步主導(dǎo)高效電源市場，推動行業(yè)向更高能效、更小體積的綠色轉(zhuǎn)型。