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고내압 GaN 디바이스의 구동에 최적인 절연 게이트 드라이버 IC 양산 개시

2025년 5월 15일

BM6GD11BFJ-LB

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 600V 클래스의 고내압 GaN HEMT 구동에 최적인 절연 게이트 드라이버 IC 「BM6GD11BFJ-LB」를 개발하였습니다. GaN 디바이스와 본 제품을 조합하여 사용하면, GaN 디바이스의 고주파 · 고속 스위칭 시 안정적인 구동을 실현하여, 모터 및 서버 전원 등 대전류 어플리케이션의 소형화와 고효율화에 기여합니다.
신제품은 로옴 최초의 고내압 GaN HEMT용 절연 게이트 드라이버 IC로, 급격한 전압 상승 및 강하를 반복하는 스위칭 동작 시 디바이스와 제어 회로를 분리하여, 안전한 신호 전달을 실현합니다.
독자적으로 개발한 on-chip 절연 기술을 사용함으로써 기생 용량을 저감하여 최대 2MHz의 고주파 구동을 실현하였습니다. GaN 디바이스의 고속 스위칭 성능을 최대화시켜 어플리케이션의 저전력화와 고성능화에 기여할 뿐만 아니라, 주변부품을 소형화할 수 있어 실장 면적 삭감으로도 이어집니다.
또한, 절연 게이트 드라이버 IC의 노이즈 내성을 나타내는 공통 모드 과도 내압 (CMTI)※1은 기존품 대비 1.5배에 해당하는 150V/ns로, GaN HEMT 스위칭 시 우려되는 높은 slew rate에서의 오동작을 방지하여 안정적인 제어를 서포트합니다. 최소 펄스 폭은 기존품 대비 33% 축소, ON 시간은 최소 65ns로 단축하였습니다. 이에 따라 고주파화 시에도 최소 Duty 비를 확보할 수 있어, 손실 저감을 최소한으로 억제할 수 있습니다.
GaN 디바이스의 게이트 구동 전압 범위는 4.5V~6.0V, 절연 내압은 2500Vrms로, 로옴의 EcoGaN™ 시리즈의 새로운 라인업인 650V 내압 GaN HEMT 「GNP2070TD-Z」를 비롯하여, 다양한 고내압 GaN 디바이스의 성능을 최대화시킬 수 있습니다. 출력 측의 소비전류는 0.5mA (최대)로 업계 최고 수준의 저소비전력 성능을 달성하여, 대기전력도 삭감할 수 있습니다.
신제품은 2025년 3월부터 양산을 개시하였습니다 (샘플 가격 600엔 / 개, 세금 불포함). 인터넷 판매도 개시하여 CoreStaff™ Online, Chip 1 Stop™ 등 온라인 부품 유통 사이트에서 구입 가능합니다.

EcoGaN™은 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.
「CoreStaff™」, 「Chip 1 Stop™」은 각사의 상표 또는 등록상표입니다.

＜배경＞

전 세계적으로 에너지 소비가 나날이 증가하는 가운데, 저전력 대책은 전 세계 공통 과제로서 중요시되고 있습니다. 특히 「모터」나 「전원」은 전 세계 전력 소비량의 약 97％를 차지하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 기기의 효율 개선을 위한 키 디바이스가 바로, SiC (실리콘 카바이드 : 탄화 규소) 및 GaN (갈륨 나이트라이드 : 질화 갈륨) 등 신재료를 사용하여 전력 제어 및 변환을 실행하는 차세대 파워 디바이스입니다.
로옴은 실리콘 반도체 및 SiC용 절연 게이트 드라이버 IC 개발로 축적해온 노하우를 활용하여, GaN 디바이스 구동에 특화된 절연 게이트 드라이버 IC의 첫번째 신제품을 개발하였습니다. 향후 GaN 디바이스 구동용 게이트 드라이버 IC를 GaN 디바이스 제품과 세트로 제공하여, 어플리케이션 설계의 용이화에도 기여해 나갈 것입니다.

＜어플리케이션 예＞

◇산업기기 : PV 인버터, ESS (전력 저장 시스템), 통신 기지국, 서버, 산업용 모터 등의 전원
◇민생기기 : 백색 가전, AC 어댑터 (USB 충전기), PC, TV, 냉장고, 에어컨

＜용어 설명＞

※1 : 공통 모드 과도 내압 (CMTI)
절연 게이트 드라이버의 주요 파라미터 중 하나로, 단시간에 발생하는 급격한 전압 상승에 대한 내성. 특히 GaN HEMT 등 slew rate가 높은 디바이스를 구동하는 경우에는 급격한 전압 변화가 발생하기 쉽기 때문에 CMTI가 높은 게이트 드라이버를 사용함으로써 디바이스의 손상을 방지하여, 회로의 단락 리스크를 저감할 수 있다.