오늘날 데이터 센터의 전력 변환기는 일반적으로 수백 킬로헤르츠(kHz)의 스위칭 주파수에서 작동한다. 그러나 AI 서버와 산업 인프라가 800VDC 전력 분배 및 48V 버스 아키텍처로 전환됨에 따라, 많은 변환기 단계가 자성 소자를 소형화하고 전력 밀도를 높이며 전반적인 효율을 향상시키기 위해 메가헤르츠(MHz)급 스위칭으로 전환되는 추세이다.
800V 고전압 직류(HVDC) 전력 아키텍처에 저전압 GaN을 사용하면 전력 변환 설계가 간소화되어 수동 부품 크기, 스위칭 손실 및 냉각 요구 사항이 크게 줄어든다. 시스템 수준에서 이는 효율성 향상, 열 관리 요구 사항 감소, 에너지 및 BOM 비용 절감으로 이어진다.
이에 따라 르네사스 일렉트로닉스가 100V 향상 모드(E-모드) GaN 기반 개별 전력 트랜지스터 제품군을 출시하며 저전압 애플리케이션 분야로 GaN 포트폴리오를 확대했다.
RTP100E005G1FL, RTP100E2P6G1FL, RTP100E1P8G1FL-DSC 및 RTP100E1P2G1FL-DSC 저전압 GaN FET는 AI 데이터 센터, 휴머노이드 로봇, 공장 자동화 및 산업용 모터 드라이브, 전동 공구, 태양광 마이크로인버터 등 효율이 중요하고 전력 밀도가 높은 애플리케이션에서 초고속 스위칭 속도와 향상된 열 성능을 제공한다.
새로운 GaN FET는 업계 최고 수준의 하드 스위칭 및 소프트 스위칭 성능 지표(FOM)를 달성하여 유사한 GaN 소자 대비 하드 스위칭 FOM은 최대 35%, 소프트 스위칭 FOM은 최대 63%까지 낮춰준다. 또한, 이 저전압 GaN 소자는 실리콘 호환 풋프린트를 유지하여 기존 설계에 쉽게 적용할 수 있다.
르네사스의 최근 확장된 저전압 E-모드 GaN 기술 플랫폼을 기반으로 구축된 이 새로운 트랜지스터 포트폴리오는 낮은 총 게이트 전하(Qg) 및 출력 전하(Qoss)를 갖는 초고속 GaN 스위칭을 특징으로 하여 전압과 전류 간의 중첩을 최소화한다.
이로 인해 AI 전원 공급 장치, 모터 드라이브 및 DC-DC 전력 스테이지에서 각 변환 주기 동안 발생하는 에너지 손실이 줄어든다. 이 소자는 역회복 시간(Qrr = 0)이 0이므로 에너지 손실을 제거하여 스위칭 효율을 즉시 향상시킬 수 있다.
