[인더스트리뉴스 조창현 기자] 차세대 전력 반도체 기술로 GaN(Gallium-Nitride, 질화갈륨)이 주목받으면서 다양한 장치 및 디바이스에 질화갈륨 소재를 적용하는 사례가 늘어나고 있다. GaN 소재는 전력 밀도 및 에너지 효율을 높이면서도 제품 소형화를 달성할 수 있도록 돕고 있다. 일상생활 속에서도 질화갈륨을 적용한 스마트폰 충전기를 살펴보면, 이전 세대 충전기보다 크기는 작으면서도 고출력을 지원한다는 점을 알 수 있다.

다양한 전자 애플리케이션과 고객을 지원하는 세계적인 반도체회사 ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST마이크로)가 질화갈륨 트랜지스터를 지원하는 갈바닉 절연 게이트 드라이버 ‘STGAP2GS’를 출시했다. ST마이크로가 질화갈륨 트랜지스터 지원 드라이버를 선보이는 것은 처음이다.

STGAP2GS은 견고한 안전성, 전기적 보호 기능과 함께 높은 와이드 밴드갭(Wide Bandgap) 효율이 필요한 애플리케이션에서 제품 크기 감소 및 부품원가(BoM) 절감을 지원한다. 채널 방식은 단일이며 최대 1,200V 고전압 레일에 연결할 수 있고, 협폭 버전인 STGAP2GSN는 1,700V까지 연결이 가능하다. 또 최대 15V급 게이트 구동 전압을 제공하고 있어 연결된 트랜지스터에 최대 3A급 게이트 전류를 싱킹 및 소싱할 수 있다. 이에 높은 동작 주파수에서도 정밀한 스위칭 전환을 보장한다고 ST마이크로는 설명했다.

ST마이크로는 새롭게 선보이는 제품이 절연 장벽 전반에 걸쳐 전파 지연을 최소화해 45ns 수준으로 빠른 동적 응답 속도를 갖추고 있으며, 전체 온도 범위에서 ±100V/ns급 dV/dt 과도 내성을 제공하기에 원치 않는 트랜지스터 게이트 변경을 방지한다고 전했다. dV/dt는 단위 시간당 전압 변화량을 의미한다.

아울러 STGAP2GS는 싱크 및 소스 핀을 별도로 사용할 수 있다. 게이트 구동 동작 및 성능에 대한 간편한 조정이 가능하다는 것이다. 특히 광학 절연을 제공하는 구성요소가 필요하지 않아 다양한 산업용 애플리케이션에서 효율적이고 견고한 질화갈륨 기술을 손쉽게 적용할 수 있다. 예시로는 △컴퓨터 서버 전원공급장치 △공장 자동화 장비 △모터 드라이버 △태양광 및 풍력 발전 시스템 △무선 충전기 등이 있다.

ST마이크로는 신제품이 갈바닉 절연 기능 통합 외에도 질화갈륨 기술에 최적화된 열 차단 및 UVLO 등 시스템 보호 기능도 내장하고 있어 신뢰성 및 견고성을 보장한다고 전했다.

한편 ST마이크로에서 제공하는 데모 보드인 EVSTGAP2GS 및 EVSTGAP2GSN은 사용자가 표준 STGAP2GS와 협폭 버전 STGAP2GSN에 대한 드라이버 기능 평가를 할 수 있도록 지원한다. 평가는 ST마이크로 75mΩ·650V 인핸스먼트모드(enhancement-Mode) 질화갈륨 트랜지스터 SGT120R65AL과 결합시켜 진행할 수 있다.

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