ST, 전력 반도체 설계 간소화 디바이스 출시
GaN 소재 활용, 동작 주파수 높고 열 소산 줄여
최대 200W 애플리케이션 전원 설계에 적합해


ST마이크로일렉트로닉스는 14일, 최대 200W의 전력변환 애플리케이션 설계를 간소화하는 새로운 MasterGaN4 디바이스를 출시했다. 이 전력 패키지는 225mΩ RDS(on)을 제공하는 2개의 대칭형 650V GaN(Gallium Nitride) 전력 트랜지스터와 최적화된 게이트 드라이버, 회로 보호 기능을 통합하고 있다. 

MasterGaN4는 복잡한 게이트 제어와 회로 레이아웃 문제를 해소해 와이드밴드갭(Wide-Bandgap) GaN 전력 반도체 설계를 간소화한다. 3.3~15V에 이르는 입력 전압 허용오차를 제공해 MCU, DSP, FPGA와 같은 홀효과(Hall-Effect) 센서나 CMOS 디바이스에 직접 패키지를 연결해 제어할 수 있다. 

GaN 트랜지스터만의 우수한 스위칭 특성을 활용한 높은 동작 주파수와, 열 소산을 줄이는 향상된 효율성을 활용하면, 설계자는 작은 마그네틱 부품과 히트싱크를 적용해 더욱 작고 가벼운 전원공급장치, 충전기, 어댑터를 구현할 수 있다. 

MasterGaN4는 대칭형 하프 브리지 토폴로지는 물론, 액티브 클램프 플라이백(Active Clamp Flyback) 및 액티브 클램프 포워드(Active Clamp Forward)와 같은 소프트 스위칭 토폴로지에도 적합하다. 4.75~9.5V에 이르는 공급 전압 범위를 지원해 기존 전원 레일에 쉽게 연결할 수 있다. 또한, 게이트 드라이버 인터로크(Interlock), 상하 측 UVLO(Under-Voltage Lockout), 과열 보호 등의 통합 보호 기능을 통해 설계를 더욱 간소화한다. 전용 셧다운 핀도 제공한다. 

함께 출시된 프로토타입 보드, ‘EVALMASTERGAN4’는 단일 또는 보완적 구동 신호로 MasterGaN4를 구동하는 완벽한 기능 세트와 조정 가능한 데드타임 생성기를 제공한다. 사용자는 해당 보드로 별도의 입력 및 PWM 신호를 적용할 수 있고, 외부 부트스트랩 다이오드 삽입은 물론, 로직 및 게이트 드라이버 전원 레일을 분리하고 피크 전류 모드 토폴로지를 위해 하측 션트 저항을 사용할 수 있다.

MasterGaN4는 고전압 애플리케이션에서 안전하게 사용하도록 2mm 이상의 연면거리를 갖춘 9 × 9 × 1mm GQFN 패키지로 현재 생산 중이다. 가격은 1,000개 구매 시 5.99달러에서 시작한다. EVALMASTERGAN4 보드는 87달러다.