GSR065E011 是一种增强型 GaN-on-Silicon 功率晶体管。 GaN 的特性允许高电流、高击穿电压和高开关频率。GSR 半导体使用先进的外延和设计技术来简化可制造性，同时提高高效电源开关。
产品说明
GSR065E011（650V 150mΩ GaN FET ）
GSR065E011 是一种增强型 GaN-on-Silicon 功率晶体管。 GaN 的特性允许高电流、高击穿电压和高开关频率。 这是一款底部冷却晶体管，可为要求苛刻的大功率应用提供极低的结壳热阻。GSR 半导体使用先进的外延和设计技术来简化可制造性，同时提高高效电源开关。
产品规格
| VDSS (V) | 650 |
| RDS(on) (mΩ) | 150 |
| IDS(max) (I) | 11 |
| Simple Gate Drive (V) | 0-6 |
| Transient Tolerant Gate Drive (V) | -20 / +10 |
| High Switching Frequency | > 1MHz |
产品应用
⦁ 电源适配器
⦁ LED 照明驱动器
⦁ 电池快速充电
⦁ 功率因数校正
⦁ 电器电机驱动器
⦁ 无线功率传输
⦁ 工业电源
产品特征
⦁ 650V 增强型功率晶体管
⦁ 底部冷却、小型 5x6 毫米 PDFN 封装
⦁ 快速且可控的升降时间
⦁ 反向导通能力
⦁ 零反向恢复损失
⦁ Source Sense (SS) 引脚，用于优化栅极驱动
⦁ 符合 RoHS 3 （6+4） 标准
产品规格
| VDSS (V) | 650 |
| RDS(on) (mΩ) | 150 |
| IDS(max) (I) | 11 |
| Simple Gate Drive (V) | 0-6 |
| Transient Tolerant Gate Drive (V) | -20 / +10 |
| High Switching Frequency | > 1MHz |
绝对最大额定值 (Tcase = 25 °C 除非另有说明)
| Symbol | Parameter | Value | Unit |
| TJ | Operating Junction Temperature | -55 to +150 | °C |
| TS | Storage Temperature Range | -55 to +150 | °C |
| VDS | Drain-to-Source Voltage | 650 | V |
| VDS(transient) | Drain-to-Source Voltage - transient (Note a) | 850 | V |
| VGS | Gate-to-Source Voltage | -10 to +7 | V |
| VGS(transient) | Gate-to-Source Voltage - transient (Note a) | -20 to +10 | V |
| IDS | Continuous Drain Current (Tcase = 25 °C) | 11 | A |
| IDS | Continuous Drain Current (Tcase = 100 °C) | 7.2 | A |
| IDS Pulse | Pulse Drain Current (Pulse width 10 μs, VGS = 6 V) (Note b) | 19 | A |
Notes:
a. 对于 ≤1 μs。
b. 由产品设计和表征定义。在生产过程中，该值未测试到全电流。
电气特性 ( TJ = 25 °C, VGS = 6 V 除非另有说明)
| Symbol | Parameter | Min | Typ | Max | Unit | Test Conditions |
| V(BL)DSS | Drain-source voltage | 650 | — | — | V | VGS=0V, IDSS ≤ 18 μA |
| RDS(on) | Drain-source on-resistance | — | 150 | 90 | mΩ | VGS = 6 V, TJ = 25 °C, IDS = 3.2 A |
| RDS(on) | Drain-source on-resistance | — | 380 | — | mΩ | VGS = 6 V, TJ = 150 °C, IDS = 3.2 A |
| VGS(th) | Gate-to-Source Threshold | 1.1 | 1.7 | 2.6 | V | VDS = VGS, IDS = 2.4 mA |
| IGS | Gate-to-Source Current | — | 57 | — | µA | VGS=6V, VDS=0V |
| Vplat | Gate Plateau Voltage | — | 3.5 | — | V | VDS=400V, IDS=11A |
IDSS | Drain-to-source leakage current | — | 0.7 | 18 |
µA | VDS=650V, VGS=0V |
| — | 143 | — | VDS=650V, VGS=0V, TJ=150°C | |||
| RG | Internal Gate Resistance | — | 1.4 | — | Ω | f = 5 MHz |
| CISS | Input capacitance | — | 70 | — | pF | VGS=0V, VDS=400V, f=100kHz |
| COSS | Output capacitance | — | 20 | — | ||
| CRSS | Reverse transfer capacitance | — | 0.4 | — | ||
| CO(ER) | Effective Output Capacitance, Energy Related | — | 30 | — | pF | VGS=0V, VDS=0V to 400V |
| CO(TR) | Effective Output Capacitance, Time Related | — | 47 | — | ||
| QG | Total gate charge | — | 2.2 | — | nC | VDS=400V, VGS=0V to 6V |
| QGS | Gate-to-Source Charge | — | 0.7 | — | ||
| QGD | Gate-to-Drain Charge | — | 0.7 | — | ||
| QOSS | Output charge | — | 19 | — | nC | VGS=0V, VDS= 400V |
| QRR | Reverse Recovery Charge | — | 0 | — | nC | VDD = 400 V, VGS = 0-6 V, IDS = 6 A, RG(on) = 15 Ω, RG(off) = 2 Ω, L = 300 μH, LP = 9 nH (LP = parasitic inductance) |
| tD(on) | Turn-On Delay | — | 5 | — | ns | |
| tR | Rise Time | — | 5 | — | ns | |
tD(off)
| Turn-Off Delay | — | 8 | — | ns | |
| tF | Fall Time | — | 10 | — | ns | |
| Eon | Switching Energy during turn-on | — | 20 | — | μJ | |
| Eoff | Switching Energy during turn-off | — | 5.8 | — | μJ | VDS = 400 V, VGS = 0 V, f = 100 kHz |
| EOSS | Output Capacitance Stored Energy | — | 2.4 | — | μJ |
设计注意事项
栅极驱动器：
为获得最佳 RDS(on) 性能，推荐的栅极驱动电压范围 VGS为0 V至+ 6 V。以获得最佳 RDS(on) 性能。此外，最大额定值VGS(AC)的重复栅极电压为+7 V 至-10 V。 对于高达1 µs的脉冲，栅极可以承受高达 +10 V 和–20 V的非重复瞬态。这些规格允许设计人员轻松使用 6.0 V 或 6.5 V 栅极驱动设置。在6 V栅极驱动电压下，增强模式高电子迁移率晶体管(E-HEMT)完全增强并达到其最佳效率点。可以使用5 V栅极驱动器，但可能会导致运行效率降低。GSR 半导体 E-HEMT 本质上不需要负栅极偏置来关闭。负栅极偏压，通常VGS = -3 V，可确保安全运行以抵御栅极上的电压尖峰，但如果驱动不当，可能会增加反向传导损耗。
与硅 MOSFET 类似，可以使用外部栅极电阻器来控制开关速度和压摆率。 可能需要调整电阻器以达到所需的转换速率。 建议降低关断栅极电阻 RG(OFF)以获得更好的抗交叉传导能力。
可以使用标准 MOSFET 驱动器，前提是它支持 6 V 用于栅极驱动，并且 UVLO 适用于 6 V 操作。 推荐使用低阻抗和高峰值电流的栅极驱动器以实现快速开关速度。 与同等尺寸的RDS(on)MOSFET 相比，GSR 半导体 的 E-HEMT 的 QG明显降低，因此可以通过更小、成本更低的栅极驱动器实现高速。
一些非隔离式半桥 MOSFET 驱动器由于其高欠压锁定阈值而与 6 V 栅极驱动不兼容。 此外，用于高侧栅极驱动的简单自举方法可能无法对栅极电压提供严格的容差。 因此，在选择和使用半桥驱动器时应特别小心。 请参阅栅极驱动器应用说明了解更多详情。
并联运行
在 PCB 上设计宽轨道或多边形以将栅极驱动信号分配给多个器件。 要保持每个器件的驱动回路长度尽可能短且长度相等。
GaN 增强模式 HEMT 具有正温度系数导通电阻，有助于平衡电流。 但是，由于器件开关速度特别快，因此应特别注意驱动电路和 PCB 布局。 建议在所有并联器件上采用对称 PCB 布局和相等的栅极驱动回路长度（如果可能，星形连接）以确保平衡的动态电流共享。建议在每个栅极上添加一个小栅极电阻器 (1-2 Ω) 以最小化栅极寄生振荡。
源传感
该封装具有专用源检测引脚，如果创建专用栅极驱动信号开尔文连接，则可通过消除常见源电感来增强开关性能。这可以通过将来自驱动器的栅极驱动信号连接到栅极焊盘并从源感应焊盘返回到驱动器接地参考来实现。
导热
基板在内部连接到封装底部的源/热焊盘。 晶体管设计为使用印刷电路板进行冷却。 漏极焊盘的导热性不如导热焊盘。 但是，可以通过在此焊盘下方添加更多铜来降低封装温度改善热性能。
热模型
RC 热模型可用于支持使用 SPICE 进行详细的热仿真。 热模型是使用 Cauer 模型创建的，这是一种 RC 网络模型，它反映了我们设备的真实物理特性和封装结构。 这种方法允许我们的客户通过添加额外的 Rθ 和 Cθ 来模拟热界面材料 (TIM) 或散热器，从而将热模型扩展到他们的系统。
| 文件名称 | 版本 | 描述 | 下载 |
|---|---|---|---|
| GSR065E011B-datasheet-CN | V1.0 | 中文参数说明文档. | 下载 |
江苏镓宏半导体有限公司
江苏镓宏半导体有限公司(原徐州金沙江半导体有限公司)成立于2021年，项目发起人为氮化镓领域(GaN HEMT、氮化镓HEMT等GaN 功率晶体管器件，以及氮化镓外延片、氮化镓应用技术)领军人物， 以业内领先的氮化镓功率器件和其全新应用为拳头产品，充分发挥国际领先的6-8寸硅基氮化镓功率器件全套生产制造技术的优势，汇集供应链资源、核心技术、产品制造、核心客户、资本市场和地方政府支持等关键资源，组织筹建新型的IDM产品平台，助力中国在第三代半导体产业领域的跨越式发展。
