パナソニック、連続安定駆動を可能とする絶縁ゲート型GaNパワートランジスタを開発――電力機器の小型化を加速

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パナソニック オートモーティブ&インダストリアルシステムズは2018年2月23日、連続安定駆動が可能な絶縁ゲート型(MIS型)GaNパワートランジスタを開発したと発表した。

機器の小型化を可能にするGaN(窒化ガリウム)パワートランジスタが、次世代パワーデバイスとして実現されつつある。一方、さらなる高速動作を目指してMIS型ゲートが検討されてきた。しかし、これまでのMIS型GaNパワートランジスタではヒステリシスが生じ、大電流・高電圧での高速スイッチング動作が確認できていなかった。

そこで同社は、ゲート絶縁膜にAlON(アルミニウム酸窒化物)を採用することでヒステリシスを抑制。これにより、安定した+10Vまでのゲート連続駆動と、オフ動作スイッチング時間1.9ns、オン動作4.1nsの高速スイッチングを可能にした。また、ゲート電極の下部に凹部を形成するゲートリセス構造を導入。ノーマリオフ動作を維持しつつ、最大20Aの大電流動作を実現した。加えて電極間距離の伸長により730Vという高耐圧を実現した。さらに、既に量産化しているSi基板上GaNパワーデバイスの作製プロセス技術も、同パワートランジスタの大電流・高耐圧の実現に寄与している。

同社は、同パワートランジスタにより、サーバ・基地局用電源といった各種電力変換回路の高効率動作と小型化が実現できると説明。GaNパワートランジスタの市場拡大が期待されるとしている。

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