Imec har utvecklat en halvbrygga med drivkretsar som integrerats monolitiskt i galliumnitrid, GaN.

I en testuppkoppling används kretsen i en buck-omvandlare för att omvandla 48 V in till 1 V ut. Kretsen pulsmodulerades med 1 MHz.

Kretsen är byggd i Imecs processer GaN-on-SOI och GaN-on-QST vilka ger lägre parasitinduktanser och därmed medger högre omslagshastigheter.

Ofta bygger man effektomvandlare kring halvbryggor med diskreta eller integrerade kiselkomponenter.  Att åstadkomma halvbryggor i chip med GaN på kiselsubstrat är en utmaning, speciellt för högre spänningar.  Särskilt svårt är att ”strypa” (”back-gating”) halvbryggans övre transistor och att undvika att switchstörningar sprids via ledningarna för styrning.

GaN-on-SOI och GaN-on-QST möjliggör isolering av effekttransistorerna, drivarna och styrlogiken med underliggande oxid och djupa isolationsdiken.

Isoleringens utformning eliminerar inte bara den skadliga ”back-gating-effekten”  som negativt påverkar halvbrytarens övre switchtransistor, utan minskar också switchstörningar. Konstruktionen av en samintegrerad nivåskiftare till den övre switchtransistorn, gör att man tack vare styrning av dödtid kan undvika överlappande vågformer på switchtransistorernas ingångar.

Filed under: Utländsk Teknik