파나소닉 코퍼레이션(Panasonic Corporation)이 일반 탄화규소(SiC) 다이오드에 비해 4배나 높은 고전류에서 작동이 가능한 것은 물론, 낮은 턴온(turn-on) 전압으로 저전압에서도 작동하는 질화 갈륨(GaN) 다이오드를 개발했다.
다이오드 신제품 생산의 열쇠는 최근 개발된 하이브리드 구조다. 이 구조는 고전압 조건에 대비해 저전압 유닛과 고전류 지원 유닛으로 이뤄진 별도의 임베디드 구조로 구성돼 있다.
기존 실리콘(Si) 다이오드는 변환 손실 경감과 관련해 제한이 따른다. 반면 차세대 유망 파워 반도체로 간주되는 물질인 SiC와 GaN에 기반한 다이오드는 고전류 작동을 구현하기 위해 보다 큰 칩 면적을 필요로 하며, 이로써 동작 주파수 증가가 야기돼 변환 손실과 사이즈 경감에 제약이 있다.
새로 제조된 GaN 다이오드는 고전류 작동과 낮은 임계 전압을 동시에 구현했으며 이로써 작은 칩 면적으로도 높은 전류를 처리할 수 있다. 이에 따라 칩의 정전용량을 줄여 낮은 변환 손실을 구현할 수 있으며 이에 힘입어 장치가 보다 높은 주파수에서 작동할 수 있도록 지원한다.
따라서 높은 전력을 요하는 자동차나 산업 장비의 전압 변환 회로 또는 인버터 회로에 GaN 다이오드를 사용할 경우 고주파수 작동에 힘입어 시스템 크기를 줄일 수 있다.
이솔이 기자
