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로옴(ROHM) 주식회사(이하 로옴)는 600V 클래스의 고내압 GaN HEMT 구동에 최적인 절연 게이트 드라이버 IC 'BM6GD11BFJ-LB'를 개발했다고 밝혔다.

에너지 소비가 나날이 증가하는 가운데, 저전력 대책은 전 세계 공통 과제로 떠올랐다. 특히 모터나 전원은 전 세계 전력 소비량의 약 97％를 차지하는 것으로 알려져 있다. 이 과정에서 SiC(실리콘 카바이드 : 탄화 규소) 및 GaN(갈륨 나이트라이드 : 질화 갈륨) 등 신재료를 사용하여 전력 제어 및 변환을 실행하는 차세대 파워 디바이스가 기기의 효율을 개선할 수 있는 키 디바이스로 떠오르고 있다.

이에 로옴은 실리콘 반도체 및 SiC용 절연 게이트 드라이버 IC 개발로 축적해온 노하우를 활용하여, GaN 디바이스 구동에 특화된 절연 게이트 드라이버 IC의 첫번째 신제품을 개발했다. 이번 신제품과 GaN 디바이스를 조합하여 사용하면 GaN 디바이스의 고주파·고속 스위칭 시 안정적인 구동을 실현하여 모터 및 서버 전원 등 대전류 어플리케이션의 소형화와 고효율화에 기여할 수 있다.

'BM6GD11BFJ-LB'는 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 실현한다. 독자적으로 개발한 on-chip 절연 기술을 사용함으로써 기생 용량을 저감하여 최대 2MHz의 고주파 구동을 실현했다. GaN 디바이스의 고속 스위칭 성능을 최대화시켜 어플리케이션의 저전력화와 고성능화에 기여할 뿐만 아니라, 주변부품을 소형화할 수 있어 실장 면적을 줄일 수 있다.

또한, 절연 게이트 드라이버 IC의 노이즈 내성을 나타내는 공통 모드 과도 내압(CMTI)은 기존품 대비 1.5배에 해당하는 150V/ns로, GaN HEMT 스위칭 시 우려되는 높은 slew rate에서의 오동작을 방지하여 안정적인 제어를 지원한다. 최소 펄스 폭은 기존품 대비 33% 축소, ON 시간은 최소 65ns로 단축했다. 이에 따라 고주파화 시에도 최소 Duty 비를 확보할 수 있어, 손실 저감을 최소한으로 억제할 수 있다.

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 있다. 출력 측의 소비전류는 0.5mA (최대)로 업계 최고 수준의 저소비전력 성능을 달성하여, 대기전력도 삭감할 수 있다.

로옴 관계자는 “향후 GaN 디바이스 구동용 게이트 드라이버 IC를 GaN 디바이스 제품과 세트로 제공하여, 어플리케이션 설계의 용이화에도 기여해 나갈 것”이라고 전했다.

신제품은 올해 3월부터 양산을 개시했으며 CoreStaff™ Online, Chip 1 Stop™ 등 온라인 부품 유통 사이트에서 구입 가능하다.

임민지 기자 minzi56@etnews.com

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