다양한 전자 애플리케이션과 고객들을 지원하는 세계적인 반도체 회사인 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 GaN(Gallium-Nitride)의 효율성과 우수한 열 성능, 소형화의 이점을 다양한 전력 및 모션 제어 애플리케이션에 제공하는 새로운 고속 하프 브리지 게이트 드라이버 2종을 발표했다.
STDRIVEG212 및 STDRIVEG612는 각각 최대 220V 또는 600V의 하이사이드 전압으로 동작하며, 인핸스드 모드(enhanced-mode) GaN HEMT에 정밀하게 제어된 5V 게이트 드라이브 신호를 전달한다. 이 드라이버는 하이사이드 및 로우사이드 5V 선형 레귤레이터(LDO), 하이사이드 부트스트랩 다이오드, 저전압 차단(UVLO) 등 보호 기능을 소형 QFN 패키지에 통합한 고집적 솔루션이다.
통합 고속 스타트업 전압 레귤레이터는 드라이버 출력단의 공급 전압을 안정화하여 일관된 게이트 제어를 보장하며, 임베디드 비교기를 통해 과전류 감지 시 두 GaN 스위치를 모두 차단한다.
SmartSD(Smart Shutdown) 기능을 통해 스위치가 충분히 냉각될 때까지 자동으로 차단 상태를 유지하며, 결함 핀을 통해 과전류, 과열, 저전압 차단 상태를 보고한다.
이러한 드라이버는 특히 모션 제어와 같은 하드 스위칭 애플리케이션에서 GaN 기술의 이점을 극대화하도록 설계되었다. 단 50ns로 정밀하게 매칭된 하이사이드와 로우사이드 간의 전파 지연과 5µs의 하이사이드 스타트업 시간 및 ±200V/ns의 dV/dt 과도응답 내성을 갖춰 높은 회전 속도를 구현할 수 있다.
높은 전류 구동 능력을 갖춘 통합 LDO는 싱크 및 소스 경로가 분리돼 있으며, 최대 1.8A/1.2Ω의 싱크 전류와 0.8A/4.0Ω의 소스 전류를 제공한다. 설계자들은 이 게이트 드라이버의 출력 아키텍처를 통해 턴온 및 턴오프 임피던스를 차별화하여 dV/dt와 dI/dt를 최적화함으로써 턴오프 다이오드를 사용할 필요가 없다. 이를 통해 부품원가(BOM)를 절감하고, 게이트 루프 인덕턴스를 낮추며, 의도치 않은 유도 턴온을 방지하는 충분한 마진과 함께 더 빠른 턴오프를 구현한다.
STDRIVEG212와 STDRIVEG612는 20V 허용 로직 입력과 비활성 구간에서 전력소모를 줄여주는 전용 셧다운 핀을 갖춰 시스템 설계 및 통합을 간소화한다. 또한, 두 디바이스에 모두 적합한 EVLSTDRIVEG212 평가 보드도 현재 공급 중이다.
STDRIVEG212와 STDRIVEG612는 산업용 등급 디바이스로 -40°C ~ 125°C의 동작 온도 범위를 지원한다. 두 제품 모두 현재 생산 중이며, 4mm x 5mm QFN 패키지로 제공된다. 가격은 1,000개 구매 시 $1.25에서부터 시작한다.
자세한 정보는 www.st.com/innovative-gan-gate-drivers에서 확인할 수 있다.
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