不管所用的GaN类型如何,栅极驱动设计对于实现最佳的整体性能至关重要。栅极驱动设计的好坏直接影响到产品的性能。
在设计栅级驱动器时,请注意以下几个关键参数:
1.偏置电压:重要的是将栅极偏置为最佳电压以获得最佳的开关性能,同时保护栅极免受潜在的过压状况。偏置电平随类型和GaN制造工艺而异,需要相应设置。具有钳位或过压保护电路也极其关键。
2.环路电感:由于GaN的高压摆率和开关频率,设计中的任何寄生电感都会在系统中引入损耗和振铃。许多电感源存在于GaN FET和驱动器封装中的引线和内部接合线以及印刷电路板(PCB)迹线的设计中。虽然可将其减少,但很难消除它们。诸如有的GaN功率级解决方案将驱动器和GaN FET集成到单个封装中,显著降低了总体电感。
3.传播延迟:短传播延迟和良好匹配(针对半桥拓扑)对于高频操作非常重要。 25 ns的传播延迟和1到2 ns的匹配是高频(1 MHz或更高)设计的一个很好的起点。
通过优化的驱动器设计的GaN开关波形,同时通过最佳的栅极驱动设计和PCB布局,GaN可以非常高速的转换速率工作,并且使交换节点上的振铃最小。下图为增强型GaN器件的模型。