驅動電路分類

單管GaN → 隔離 → 0V VGS(OFF) →隔離單管驅動電路

? 在低電壓，低功率，或對死區損耗敏感的應用中，可使用 0V V GS (OFF)
? 如有需要，可應用共模電感以抑制噪聲

詳細的GaN驅動技術手冊免費下載

*附件：GaN驅動技術 氮化鎵半導體功率器件門極驅動電路設計.pdf

GaN驅動技術 氮化鎵半導體功率器件門極驅動電路設計 總結

一、概述

本文檔詳細介紹了氮化鎵（GaN）半導體功率器件的門極驅動電路設計，包括GaN HEMTs與硅MOSFET的異同、常用驅動芯片、集成驅動的GaN控制芯片、驅動電路分類以及具體電路設計實例。

二、GaN HEMTs與硅MOSFET的異同

共同點

• ?增強型器件?：均為常閉型器件。
• ?電壓驅動?：通過電壓控制開關狀態。
• ?門極漏電流?：只需提供較小的門極漏電流I_GSS。
• ?開關速度控制?：可通過改變門極電阻R_G控制開關速度。
• ?驅動芯片兼容?：與大部分Si MOSFET驅動芯片兼容。

差異

• ?Q_G?：GaN HEMTs的Q_G更低，驅動損耗更小，開關速度更快。
• ?跨導與V_GS?：GaN HEMTs具有更大的跨導和更低的V_GS，僅需+5-6V門極偏置電壓即可接通。
• ? V_G(th) ?：GaN HEMTs的V_G(th)典型值為1.5V，低于其他增強型GaN器件。
• ?門極可靠性?：GaN HEMTs的門極更加可靠，最大額定值為-20/+10V。
• ?驅動需求?：GaN HEMTs無需直流電流驅動門極，門極結構簡單。

三、常用驅動芯片

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

四、集成驅動的GaN控制芯片

列出了多種集成驅動的GaN控制芯片，適用于反激、同步buck DC/DC、LLC、PFC等拓撲結構，強調了GaN HEMTs與大多數硅器件驅動芯片的兼容性。

五、驅動電路分類

詳細分類了單管、半橋/全橋以及GaN并聯應用的驅動電路，包括隔離型和非隔離型，以及是否需要負V_GS(OFF)電壓的情況。

六、具體電路設計實例

單管隔離驅動電路

• ? 0V V_GS(OFF) ?：適用于低電壓、低功率或對死區損耗敏感的應用。
• ? 負V_GS(OFF) ?：使用EZDrive?電路或分壓電路產生負V_GS電壓，增強噪聲抗擾，降低關斷損耗。

單管非隔離驅動電路

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

半橋/全橋驅動電路

• ? 0V V_GS(OFF) ?：小功率應用，選用低C_J、反向恢復時間短的自舉二極管。
• ? 負V_GS(OFF) ?：結合自舉電路和EZDrive?，通過外部驅動電阻調節開關速度優化EMI。

并聯GaN HEMT驅動電路

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

七、附錄

探討了何時需要負V_GS(OFF)電壓，以及負V_GS(OFF)電壓與關斷損耗、零電壓開通臨界值、死區損耗的關系，強調了在大功率應用中精確控制死區時間的重要性。

通過以上總結，可以全面了解GaN驅動技術的要點，為氮化鎵半導體功率器件的門極驅動電路設計提供參考。