Soluzioni di potenza GaN resistenti alle radiazioni 

Renesas Electronics annuncia la disponibilità del primo driver low side sviluppato con tecnologia al Nitruro di Gallio (GaN) resistente alle radiazioni per pilotare i Field Effect Transistor (FET), anch’ essi in tecnologia al Nitruro di Gallio che vengono utilizzati nello sviluppo sia del circuito primario sia nel circuito secondario dei convertitori DC / DC degli alimentatori degli stadi di lancio e dei satelliti così come in applicazioni che richiedono un livello di affidabilità elevata quali le trivelle e le applicazioni industriali ad alto livello di sicurezza. Questi dispositivi pilotano alimentatori di potenza, circuiti di controllo motori, moduli di controllo dei sistemi di riscaldamento, moduli di controllo embedded, sistemi di condizionamento del segnale e circuiti di switching in sistemi ridondanti.

Il FET GaN ISL7023SEH da 100 V e 60 A ed il FET GaN ISL70024SEH da 200 V e 7.5 A si basano sulla tecnologia prodotta da Efficient Power Conversion Corporation (EPC). I FET GaN garantiscono prestazioni che sono fino a 10 ordini di grandezza migliori rispetto ai tradizionali MOSFET riducendo allo stesso tempo la dimensione del package del 50 per cento. Consentono anche di ridurre il peso dell’alimentatore e ne aumentano l’efficienza grazie ad una significativa riduzione delle perdite di commutazione. Grazie ad una RDSON di soli 5 mOhm e ad un valore di QG di soli 14 nC, il FET ISL70023SEH presenta il migliore fattore di merito (FOM) nel panorama di questi dispositivi. Entrambi i FET GaN richiedono dissipatori di dimensione inferiore grazie alla riduzione degli elementi parassiti; la loro capacità di lavorare ad alte frequenze consente inoltre di ridurre le dimensioni dei filtri di uscita, il tutto si traduce un notevole aumento dell’efficienza e in una significativa riduzione delle dimensioni. I dispositivi ISL70023SEH e ISL70024SEH vengono prodotti seguendo il flusso MIL-PRF-38535 Class V-like che offre la garanzia delle specifiche nella gamma delle temperature militari ed è in grado di sopportare, lotto per lotto, un alto livello di radiazioni di 100 krad (Si) ed un livello di radiazioni inferiori di 75 krad (Si).

Il driver low side GaN FET ISL70040SEH è in grado di pilotare i GaN FET ISL7002xSEH con una tensione di gate regolata che parte da 4,5 V e gestisce le uscite per regolare correttamente la velocità di accensione e quella di spegnimento dei FET. Il FET driver può essere alimentato tra 4,5 V e 13,2V, consente elevate correnti di sink e di source e permette sia il pilotaggio in modalità invertente sia quello in modalità non invertente per consentire una più elevata flessibilità durante la progettazione dell’hardware del circuito di alimentazione. Il dispositivo presenta anche le caratteristiche di protezione fail – safe che eliminano la possibilità di commutazione non desiderata quando questo non è pilotato intenzionalmente. ISL70040SEH fornisce prestazioni affidabili anche quando viene esposto a total ionizing dose (TID) oppure a heavy ions ed è immune agli effetti di un singolo evento distruttivo (SEE) fino a 16,5 V con un trasferimento di energia lineare (LET) di 86 MeV x cm² / mg. Il driver GaN FET utilizza il flusso di produzione MIL-PRF-38535 Class V ed assicura il test di radiazione wafer per wafer.

“Siamo lieti di constatare che Renesas Electronics continua la tradizione di Intersil caratterizzata da 60 anni di sviluppi e di leadership nel campo dei dispositivi spaziali” afferma Alex Lidow, co-fondatore di EPC e CEO della stessa. “In particolare è eccitante e gratificante vedere la nostra tecnologia innovativa denominata enhancement – mode gallium nitride-on-silicon (eGaN) FET al lavoro, in simbiosi con il nuovo FET GaN driver radiation-hardened di Renesas. Questi prodotti dimostrano come la tecnologia eGaN sia in grado di aumentare le prestazioni riducendo al tempo stesso il costo delle applicazioni che attualmente utilizzano MOSFET.”

“La dimensione, il peso e l’efficienza sono tutto per i progettisti e per i produttori di sistemi di lancio e di satelliti” afferma Philip Chesley, Vice Presidente di Industrial Analog and Power Business Division, Renesas Electronics Corporation. ”I nuovi ISL7002xSEH GaN FETs e i driver ISL70040SEH GaN FET rappresentano l’innovazione più significativa nel campo della gestione della potenza che possiamo mostrare nel campo dell’industria spaziale.”

Caratteristiche principali (ISL70023SEH, ISL70024SEH):

• RDSON estremamente bassa: 5 mOhm (tipico) per ISL70023SEH; e 45 mOhm (tipico) per ISL70024SEH;
• Total gate charge estremamente bassa, 14 nC (tipico) per ISL70023SEH; 2.5 nC (tipico) per ISL70024SEH;
• Radiation hardness assurance (lot-by-lot):
  • High Dose Rate (HDR) (50-300rad(Si)/s):100krad(Si)
  • Low Lose Rate (LDR) (0.01rad(Si)/s): 75krad(Si)
• SEE hardness at LET 86MeVxcm²/mg
  • ISL70023SEH, VDS = 100V, VGS = 0V
  • ISL70024SEH, VDS = 160V, VGS = 0V
• Operante all’interno dell’intera gamma di temperature militari:
  • TA = -55°C to +125°C
  • TJ = -55°C to +150°C

Caratteristiche principali (ISL70040SEH GaN FET Driver):

• Ampia gamma di tensione operativa da 4.5 V a 13.2 V.
• Ingressi logici fino a 14,7 V (a qualsiasi livello di VDD ammesso) sia per gli ingressi invertenti sia per gli ingressi non invertenti.
• Operante all’interno dell’intera gamma di temperature militari:
  • TA = -55°C to +125°C
  • TJ = -55°C to +150°C
• Radiation hardness assurance (wafer-by-wafer):
  • High Dose Rate (HDR) (50-300rad(Si)/s):100krad(Si)
  • Low Lose Rate (LDR) (0.01rad(Si)/s): 75krad(Si)
• SEE hardness at LET = 86MeVxcm2/mg:
  • no SEB/SEL, VDD = 16.5V
  • no static input SET, VDD = 4.5V and VDD = 13.2V
• Electrically screened to DLA SMD 5962-17233

Il GaN FET ISL70023SEH da 100 V e 60 A così come il GaN FET ISL70024SEH da 200 V e 7,5 A possono essere combinati con il gate driver GaN FET ISL70040SEH e con il controllore PWM ISL78845ASEH per realizzare un alimentatore switching adatto a vettori e satelliti.

Disponibilità

I dispositivi rad-hard GaN FET ISL70023SEH da 100 V e 60 A così come il GaN FET ISL70024SEH da 200 V e 7,5 A sono già disponibili in package sigillati ermeticamente in formato 4-lead 9,0mm x 4,7mm SMD.

Il GaN FET driver rad-hard ISL70040SEH è già disponibile in package sigillato ermeticamente in formato 8-lead 6mm x 6mm SMD.

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