驅(qū)動(dòng)電路分類(lèi)

單管GaN → 隔離 → 0V VGS(OFF) →隔離單管驅(qū)動(dòng)電路

? 在低電壓，低功率，或?qū)λ绤^(qū)損耗敏感的應(yīng)用中，可使用 0V V GS (OFF)
? 如有需要，可應(yīng)用共模電感以抑制噪聲

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*附件：GaN驅(qū)動(dòng)技術(shù) 氮化鎵半導(dǎo)體功率器件門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì).pdf

GaN驅(qū)動(dòng)技術(shù) 氮化鎵半導(dǎo)體功率器件門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 總結(jié)

一、概述

本文檔詳細(xì)介紹了氮化鎵（GaN）半導(dǎo)體功率器件的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，包括GaN HEMTs與硅MOSFET的異同、常用驅(qū)動(dòng)芯片、集成驅(qū)動(dòng)的GaN控制芯片、驅(qū)動(dòng)電路分類(lèi)以及具體電路設(shè)計(jì)實(shí)例。

二、GaN HEMTs與硅MOSFET的異同

共同點(diǎn)

• ?增強(qiáng)型器件?：均為常閉型器件。
• ?電壓驅(qū)動(dòng)?：通過(guò)電壓控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
• ?門(mén)極漏電流?：只需提供較小的門(mén)極漏電流I_GSS。
• ?開(kāi)關(guān)速度控制?：可通過(guò)改變門(mén)極電阻R_G控制開(kāi)關(guān)速度。
• ?驅(qū)動(dòng)芯片兼容?：與大部分Si MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片兼容。

差異

• ?Q_G?：GaN HEMTs的Q_G更低，驅(qū)動(dòng)損耗更小，開(kāi)關(guān)速度更快。
• ?跨導(dǎo)與V_GS?：GaN HEMTs具有更大的跨導(dǎo)和更低的V_GS，僅需+5-6V門(mén)極偏置電壓即可接通。
• ? V_G(th) ?：GaN HEMTs的V_G(th)典型值為1.5V，低于其他增強(qiáng)型GaN器件。
• ?門(mén)極可靠性?：GaN HEMTs的門(mén)極更加可靠，最大額定值為-20/+10V。
• ?驅(qū)動(dòng)需求?：GaN HEMTs無(wú)需直流電流驅(qū)動(dòng)門(mén)極，門(mén)極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

三、常用驅(qū)動(dòng)芯片

文檔列舉了適用于GaN HEMTs的多種驅(qū)動(dòng)芯片，包括隔離型和非隔離型，以及單管、半橋/全橋驅(qū)動(dòng)芯片。推薦驅(qū)動(dòng)電壓V_DD≤12V，并提到當(dāng)V_DD高于+6V時(shí)，需要負(fù)壓生成電路。

四、集成驅(qū)動(dòng)的GaN控制芯片

列出了多種集成驅(qū)動(dòng)的GaN控制芯片，適用于反激、同步buck DC/DC、LLC、PFC等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)了GaN HEMTs與大多數(shù)硅器件驅(qū)動(dòng)芯片的兼容性。

五、驅(qū)動(dòng)電路分類(lèi)

詳細(xì)分類(lèi)了單管、半橋/全橋以及GaN并聯(lián)應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)電路，包括隔離型和非隔離型，以及是否需要負(fù)V_GS(OFF)電壓的情況。

六、具體電路設(shè)計(jì)實(shí)例

單管隔離驅(qū)動(dòng)電路

• ? 0V V_GS(OFF) ?：適用于低電壓、低功率或?qū)λ绤^(qū)損耗敏感的應(yīng)用。
• ? 負(fù)V_GS(OFF) ?：使用EZDrive?電路或分壓電路產(chǎn)生負(fù)V_GS電壓，增強(qiáng)噪聲抗擾，降低關(guān)斷損耗。

單管非隔離驅(qū)動(dòng)電路

• ? 0V V_GS(OFF) ?：適用于單端應(yīng)用或與高邊浮地開(kāi)關(guān)管配合使用。
• ? 負(fù)V_GS(OFF) ?：使用EZDrive?電路提供負(fù)V_GS電壓。

半橋/全橋驅(qū)動(dòng)電路

• ? 0V V_GS(OFF) ?：小功率應(yīng)用，選用低C_J、反向恢復(fù)時(shí)間短的自舉二極管。
• ? 負(fù)V_GS(OFF) ?：結(jié)合自舉電路和EZDrive?，通過(guò)外部驅(qū)動(dòng)電阻調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)速度優(yōu)化EMI。

并聯(lián)GaN HEMT驅(qū)動(dòng)電路

并聯(lián)GaN HEMTs時(shí)，需在門(mén)極和源極（Kelvin Source）分別加一個(gè)1ohm電阻。

七、附錄

探討了何時(shí)需要負(fù)V_GS(OFF)電壓，以及負(fù)V_GS(OFF)電壓與關(guān)斷損耗、零電壓開(kāi)通臨界值、死區(qū)損耗的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了在大功率應(yīng)用中精確控制死區(qū)時(shí)間的重要性。

通過(guò)以上總結(jié)，可以全面了解GaN驅(qū)動(dòng)技術(shù)的要點(diǎn)，為氮化鎵半導(dǎo)體功率器件的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)提供參考。