ST마이크로일렉트로닉스(ST)가 실리콘카바이드(SiC) 전력반도체와 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)를 제어하는 3암페어(A)급 게이트 드라이버를 출시했다고 31일 밝혔다.
게이트 드라이버는 전력반도체가 전류를 흘리거나 차단하도록 스위칭 동작을 제어하는 반도체다. 고전압 전력부와 저전압 제어부를 전기적으로 분리하면서 제어 신호를 전달하는 강화 갈바닉 절연 기능도 적용됐다.
신제품은 SiC 모스펫(MOSFET)에 맞춘 'STGAP3S3S'와 IGBT용 'STGAP3S3IF'로 구성된다. 기존 6A·10A 제품에 3A 제품을 추가하면서 회로가 요구하는 게이트 구동 전류에 따라 제품을 선택할 수 있도록 했다.
STGAP3S 제품군은 최대 1200볼트(V)급 전력변환 회로를 지원한다. 역률보정(PFC) 회로와 전원공급장치, 직류·직류(DC·DC) 컨버터, 인버터 등에 적용할 수 있다.
주요 적용 분야는 전기차 충전소와 에너지저장장치(ESS), 태양광 인버터, 산업용 전기차, 인덕션 가열 장비, 산업용 모터·펌프·팬 등이다.
절연 장벽은 최대 9.6킬로볼트(kV)의 순간적인 과도전압을 견디도록 설계됐다. 공통모드 과도 내성(CMTI)은 최대 200V/ns로, 전압이 빠르게 변하는 환경에서도 잘못된 스위칭 신호가 발생하는 것을 줄인다. 제품은 UL 1577과 IEC 60747-17 절연 규격을 충족한다.
3A 제품에는 액티브 밀러 클램프 회로와 클램핑용 MOSFET이 통합됐다. 이는 주변 회로에서 발생한 전압 변화로 전력반도체가 의도하지 않게 켜지는 현상을 막고, 상·하단 스위치가 동시에 켜져 단락 전류가 흐르는 '슛스루'를 방지하는 기능이다. 외부 부품 수와 회로기판 면적도 줄일 수 있다.
6A급 STGAP3S6와 10A급 STGAP3SX는 외부 클램핑 MOSFET을 제어하는 프리드라이버를 탑재했다. 높은 구동 전류가 필요한 회로에서 클램핑 속도를 조절할 수 있도록 했다. 과부하나 단락을 감지하는 불포화 검출 기능도 적용됐다. 이상이 발생하면 전력반도체를 급격하게 끄지 않고 전류를 점진적으로 낮추는 소프트 턴오프를 실행해 전압 급등과 부품 손상을 줄인다.
저전압 차단과 과열 차단, 이상 상태를 외부 제어장치에 전달하는 진단 핀도 탑재했다. 음의 게이트 전압을 지원해 전력반도체가 불필요하게 켜지는 현상과 스위칭 과정에서 발생하는 전압 진동도 억제한다.
STGAP3S 전체 제품군은 현재 양산 중이다. SO16W 와이드보디 패키지로 공급되며, 1000개 주문 기준 가격은 개당 1.93달러부터다. ST는 신제품의 회로 설계와 성능 검증을 지원하는 평가 보드도 함께 제공한다.