一文盘点低压半桥氮化镓功率器件

前言

半桥拓扑是一种由两个功率器件与电感组成的经典电路结构，通过交替驱动两个功率器件实现电能的高效变换与传输，可灵活实现升压或降压功能。其电路简单、易于实现，且器件电压应力较低，因而在电源转换、电机驱动、逆变器等众多领域得到广泛应用。

近年来，低压半桥氮化镓功率芯片凭借高频性能与快速开关优势，正逐步渗透至通信设备、消费电子、数据中心与服务器、人工智能与自动驾驶以及工业电源等应用场景。相较于高压产品，其耐压等级通常在100V左右，更适合48V及以下系统，成为高性能电源架构中的重要选择。

半桥氮化镓芯片

充电头网基于上一批文章，新增多款半桥氮化镓产品，并最终一并汇总至如上表所示。文中排名不分先后，按企业英文首字母排序。

EPC 宜普

宜普EPC2152

宜普EPC2152是一颗额定输出电流15 A，工作PWM频率范围3 MHz，耐压80V、偏置电源电压12V的半桥功率级，采用CSP 2.59 x 3.85mm封装

该芯片支持独立的高侧和低侧控制输入、输入信号兼容3.3V CMOS逻辑或15V模拟控制器、输出节点1ns的开关时间、在负瞬态条件下运行的强健电平转换器、输出节点的抗误触发能力大于100V/ns、内置高侧和低侧电源的欠压锁定。

该芯片适合升压和降压转换器、半桥、全桥或LLC隔离转换器、D类开关音频放大器、以及单相和三相电机驱动逆变器等诸多场景应用。

宜普EPC23102

宜普EPC23102集成高侧和低侧eGaN场效应晶体管，带内部栅极驱动器和电平转换器功率级负载电流为1MHz、输出电流为35A，耐压为100V，采用QFN 3.5x5mm封装。

EPC23102采用5V外部偏置电源、独立的高侧和低侧控制输入、3.3 V或5V CMOS输入逻辑电平。该芯片逻辑锁定命令在输入同时为高电平时关闭两个FET、外部电阻可调节SW开关时间和超过轨道及低于地的过电压尖峰、稳固的电平转换器可在硬开关和软开关条件下运行、对快速开关瞬态的误触发免疫、高侧自举电源的同步充电、禁用输入使VDRV电源进入低静态电流模式、低侧VDD电源的上电复位、高侧VBOOT电源的欠压锁定、在丧失VDRV电源时，为HS FET和LS FET提供主动栅极下拉、具有暴露顶面的热增强型QFN封装，可从结到顶侧散热器实现低热阻。

EPC23102适合降压、升压、降压-升压转换器、半桥、全桥 LLC 转换器、电机驱动逆变器、D 类音频放大器等场景应用。

宜普EPC23104

EPC23104集成了高侧和低侧eGaN FET，具有内部门极驱动器、级移器、引导电荷和门极驱动缓冲电路，功率级负载电流为1 MHz、输出电流为15 A，最大输入电压为100 V。

EPC23104采用5V外部偏置电源、3.3V或5V CMOS输入逻辑电平、独立的高侧和低侧控制输入，当输入同时为高电平时，逻辑锁定命令关闭两个FET、外部电阻调节SW开关时间和超压尖峰，超过轨道和接地、在硬开关和软开关条件下运行的强健电平转换器。

EPC23104具备从快速开关瞬变中免受误触发、高侧自举电源的同步充电、禁用输入时，VDRV电源进入低静态电流模式、低侧VDD电源的上电复位、高侧VBOOT电源的上电复位、当VDRV电源丧失时，HS FET和LS FET的主动栅极下拉、具有裸露顶部的热增强QFN封装，以实现从结到顶侧散热器的低热阻等特性。该芯片非常适合降压、升压、降压-升压转换器、半桥、全桥 LLC转换器、电机驱动逆变器、D类音频放大器等诸多场景应用。

Innoscience 英诺赛科

英诺赛科ISG3201

通过显微拍摄可清晰看到 ISG3201 的焊盘依次为 SW，PGND 和 VIN，独特的焊盘设计缩小了功率路径的环路面积，同时增大了散热面积，有效降低器件运行时的温升。相比传统分立的驱动器+氮化镓解决方案，电路设计更加简化，PCB尺寸更小巧，可设计单面布板，寄生参数更小，系统性能更优。

英诺赛科ISG3201是一颗100V耐压的半桥氮化镓功率芯片，芯片内部封装两颗耐压 100V，导阻 3.2mΩ 的增强型氮化镓开关管以及100V半桥驱动器。内部集成的驱动器省去了外部钳位电路，能够显著降低关联的寄生参数。半桥氮化镓器件具备60A连续电流能力，无反向恢复电荷，并具有极低的导通电阻。

ISG3201 外围元件非常精简，芯片内部集成了驱动电阻、自举电容和供电滤波电容。英诺赛科在这款芯片上采用固化驱动形式，减少栅极和功率回路寄生电感，并简化功率路径设计。该芯片还具有独立的高侧和低侧 PWM 信号输入，并支持 TTL 电平驱动，可由专用控制器或通用 MCU 进行驱动控制。

在应用方面，英诺赛科 ISG3201 半桥氮化镓功率芯片适用于高频高功率密度降压转换器，半桥和全桥转换器，D类功放，LLC 转换器和功率模组应用，可用于 AI，服务器，通信，数据中心等应用场景。48V 工作电压也满足 USB PD 3.1 快充以及户外电源相关应用，通过集成的半桥器件，简化功率组件的开发设计。

英诺赛科ISG3202LA

英诺赛科ISG3202是一颗100V耐压的半桥氮化镓功率芯片，隶属SolidGaN系列，芯片内部封装两颗耐压100V，导阻3.2mΩ的增强型氮化镓开关管、1颗100V半桥驱动器以及若干电容电阻，可极大地简化系统BOM，减少占板面积高达73%。

ISG3202经过优化功率回路设计，可支持高达5MHz开关频率，具有高效率和低EMI，内置智能自举开关保证高边/低边驱动电压一致，内置多种保护机制确保系统可靠性。同时ISG3202还内置了VCC/BST 电容，能够极大简化系统成本；并具备传输延迟更短（14ns），延迟匹配更好，VCC静态电流更低等优势。

英诺赛科ISG3204LA

英诺赛科ISG3204是一款栅极驱动器的2.4mΩ 100V半桥GaN功率芯片，隶属SolidGaN系列，采用紧凑的5mm×6.5mm LGA封装。封装内包含两颗高性能GaN FET、驱动器，提供紧凑、高效的GaN功率解决方案，主要应用于电机驱动。

ISG3204 提供两个逻辑输入，用于控制高端和低端GaN FET，以实现最大灵活性。分离的驱动器输出允许独立调节导通和关断强度，优化电磁干扰和效率。

ISG3204 具有输入互锁功能和内部自适应防直通保护电路，确保即使在接近零死区时间的情况下也不会出现同时导通。ISG3204内置全面的保护功能，包括主动Bootstrap（BST）电压控制，防止过充电并确保稳定的栅极驱动电压，VCC 和 BST 均有独立的欠压锁定（UVLO）和过压锁定（OVLO），以及过温保护。

英诺赛科ISG3206LA

ISG3206是一款内置100V耐压，导阻5.5mΩ的半桥GaN功率模块，隶属SolidGaN系列，封装于小巧的5×6.5mm LGA 封装中。封装内包含两颗高性能增强型氮化镓（GaN）场效应晶体管（FET）、驱动器、栅极电阻以及驱动器供电电容，为行业提供了紧凑且高效的氮化镓功率解决方案。

ISG3206 配备两个逻辑输入端，用于控制高侧和低侧氮化镓（GaN）场效应晶体管（FET），从而实现最大程度的灵活性。分离的驱动器输出端允许独立调节导通和关断强度，从而在电磁干扰（EMI）和效率方面达到优化。

ISG3206 具有输入互锁功能和内部自适应防止直通保护电路，确保即使在接近零死区时间的情况下，也不会出现输出同时导通的情况。产品内置全面的故障保护功能，包括用于防止过充电并确保稳定栅极驱动电压的主动自举（BST）电压控制，针对 VCC 和 BST 的独立欠压锁定（UVLO）和过压锁定（OVLO），以及过热保护功能。

英诺赛科ISG3208EA

英诺赛科ISG3208是一颗100V、45A半桥功率氮化镓模块，采用紧凑的6.5mm x 6.5mm LGA封装。其内部集成了两颗高性能GaN FET、驱动器以及驱动供电电容，提供业内紧凑且高效的 GaN电源解决方案。

ISG3208提供两个逻辑输入，用于分别控制高边和低边 GaN FET，实现最大设计灵活性。其分离式驱动输出允许独立调节开通与关断强度，从而在 EMI 和效率之间取得最佳平衡。

该器件具备输入互锁和自适应交叉导通保护电路，确保即便在接近零死区时间下，也不会出现高低边同时导通的情况。ISG3208 还集成了全面的故障保护功能，包括：主动自举电压控制以防止过充并确保稳定的栅极驱动电压、针对VCC与BST的独立UVLO与OVLO保护，以及过温保护。

凭借快速传输延迟、优异的延迟匹配、出色的 dv/dt 抗扰性 以及 超低的封装寄生电感回路，ISG3208 可帮助设计人员在功率密度和效率上实现显著提升。

1、功率密度创新高！英诺赛科发布革命性合封GaN功率IC

2、丰富氮化镓生态，英诺赛科多款氮化镓合封芯片介绍，覆盖高低压多款产品

3、简化低压氮化镓应用，英诺赛科推出高集成小体积半桥氮化镓功率芯片ISG3201

PRIMECHIP 元芯半导体

元芯半导体YX471058

YX471058是一款高性能的集成 GaN FET 半桥栅极驱动器。其内部集成了最高 100V 的栅极驱动器和自举二极管，并支持三态PWM输入。

YX471058 采用分离式栅极驱动设计，支持灵活的输出开通与关断时间调节。其具备轨到轨驱动能力，最大供电电压为 7V。凭借超短传播延迟以及快速的上升、下降时间，非常适合 GaN FET 应用场景。

此外，YX471058 还具备输出电流与温度感测及上报功能。内建欠压锁定 (UVLO)、过温保护 (OTP)、高边 MOSFET 短路保护 (HSS) 与过流保护 (OCP)，确保器件运行的安全性与可靠性。

TI 德州仪器

德州仪器LMG5200

德州仪器LMG5200集成了80V、10A驱动器和GaN半桥功率级，采用增强模式氮化镓(GaN)FET提供了一套集成功率级解决方案。该器件包含两个80V GaN FET，它们由采用半桥配置的同一高频GaNFET驱动器提供驱动。

GaN FET 在功率转换方面的优势显著，因为其反向恢复电荷几乎为零，输入电容CISS也非常小。所有器件均安装在一个完全无键合线的封装平台上，尽可能减少了封装寄生元件数。LMG5200器件采用6mm×8mm×2mm无铅封装，可轻松安装在PCB上。

该器件的输入与TTL逻辑兼容，无论VCC电压如何，都能够承受高达12V的输入电压。专有的自举电压钳位技术确保了增强模式GaNFET的栅极电压处于安全的工作范围内。

该器件配有用户友好型接口且更为出色，进一步提升了分立式GaNFET的优势。对于具有高频、高效操作及小尺寸要求的应用而言，该器件堪称理想的解决方案。与TPS53632G 控制器搭配使用时，LMG5200能够直接将48V电压转换为负载点电压(0.5-1.5V)。

德州仪器LMG3100

LMG3100 器件是一款具有集成驱动器的100V连续、120V脉冲氮化镓 (GaN) FET。该器件提供两种 Rds(on) 和最大电流型号 ， 即126A/1.7mΩ(LMG3100R017) 和 46A/4.4mΩ (LMG3100R044)。该器件包含一个由高频 GaN FET 驱动器驱动的 100V GaN FET。LMG3100 包含一个高侧电平转换器和自举电路，因此两个 LMG3100 器件可用于形成半桥，而无需额外的电平转换器。

GaN FET 在功率转换方面的优势极为显著，因为它们的反向恢复为零，而且输入电容 CISS 和输出电容COSS 都非常小。驱动器和 GaN FET 均安装在一个完全无键合线的封装平台上，尽可能减少了封装寄生元件数。LMG3100 器件采用 6.5mm × 4mm × 0.89mm 无铅封装，可轻松安装在PCB上。

德州仪器LMG2100R026

德州仪器LMG2100R026是一款93V连续100V脉冲式53A半桥GaN功率级，具有集成栅极驱动器和增强模式氮化镓 (GaN) FET。该器件包含两个 GaN FET，采用半桥配置，由一个高频 GaN FET 驱动器驱动。

该器件在功率转换方面的优势极为显著，企反向恢复为零，而且输入电容 CISS 和输出电容

COSS都非常小。驱动器和两个 GaN FET 均安装在一个完全无键合线的封装平台上，尽可能减少了封装寄生元件数。LMG2100R026 器件采用7.0mm × 4.5mm ×0.89mm无铅封装，可轻松安装在PCB上。

无论VCC电压如何，TTL 逻辑兼容输入均可支持3.3V和5V逻辑电平。专有的自举电压钳位技术确保了增强模式 GaN FET 的栅极电压处于安全的工作范围内。

该器件配有用户友好型接口且更为出色，进一步提升了分立式GaN FET的优势。对于需要小尺寸、高频、高效运行的应用来说，该器件是理想的解决方案。

德州仪器LMG2100R044

德州仪器LMG2100R044是一款集成90V、100V脉冲、35A的半桥功率级，集成了栅极驱动器和增强型氮化镓（GaN）场效应管（FET）。该器件由两个100V GaN FET和一个高频90V GaN FET驱动器组成，配置为半桥结构。

GaN FET在功率转换方面具有显著优势，因为它们没有反向恢复且具有非常小的输入电容CISS和输出电容COSS。所有器件均安装在一个完全无键合线的平台上，极大地减少了封装寄生元素。LMG2100R044器件采用5.5mm × 4.5mm × 0.89mm的无铅封装，易于安装在PCB上。

与TTL逻辑兼容的输入可以支持3.3V和5V逻辑电平，而不受VCC电压的影响。专有的自举电压钳位技术确保增强型GaN FET的栅极电压在安全的操作范围内。

该器件通过提供更用户友好的接口，扩展了离散GaN FET的优势。它是需要高频率、高效率操作且占用空间小的应用的理想解决方案。

充电头网总结

低压半桥氮化镓器件的出现，为电源设计提供了更高效率、更小体积和更低损耗的解决方案。从消费电子快充到数据中心电源，再到电机驱动与光伏逆变等领域，氮化镓的应用边界正在不断拓展。随着各大功率半导体厂商持续推出新品，低压半桥GaN正逐步取代传统硅基器件，推动电源系统向更高功率密度方向演进。

上述企业推出的半桥氮化镓功率芯片可显著提升转换效率、缩小适配器和电路体积，减少能源浪费。其高频高效的特性，助力电子设备实现更高效的供电以及驱动效果，契合当下节能环保与高效设计趋势。