不管所用的GaN類型如何,柵極驅動設計對于實現最佳的整體性能至關重要。柵極驅動設計的好壞直接影響到產品的性能。
在設計柵級驅動器時,請注意以下幾個關鍵參數:
1.偏置電壓:重要的是將柵極偏置為最佳電壓以獲得最佳的開關性能,同時保護柵極免受潛在的過壓狀況。偏置電平隨類型和GaN制造工藝而異,需要相應設置。具有鉗位或過壓保護電路也極其關鍵。
2.環路電感:由于GaN的高壓擺率和開關頻率,設計中的任何寄生電感都會在系統中引入損耗和振鈴。許多電感源存在于GaN FET和驅動器封裝中的引線和內部接合線以及印刷電路板(PCB)跡線的設計中。雖然可將其減少,但很難消除它們。諸如有的GaN功率級解決方案將驅動器和GaN FET集成到單個封裝中,顯著降低了總體電感。
3.傳播延遲:短傳播延遲和良好匹配(針對半橋拓撲)對于高頻操作非常重要。 25 ns的傳播延遲和1到2 ns的匹配是高頻(1 MHz或更高)設計的一個很好的起點。
通過優化的驅動器設計的GaN開關波形,同時通過最佳的柵極驅動設計和PCB布局,GaN可以非常高速的轉換速率工作,并且使交換節點上的振鈴最小。下圖為增強型GaN器件的模型。