Транзисторы на основе GaN имеют более высокую скорость движения электронов и более низкую паразитную емкость, что позволяет снизить потери мощности на переключение. Кроме того, GaN-транзисторы при том же напряжении пробоя, что у кремневых аналогов, имеют куда меньшие габаритные размеры, а значит более низкое электрическое сопротивление.
Как выбрать драйвер затвора?
В таблице 1 приведены различные типы GaN-транзисторов и их требования к драйверам затвора.
Например, некий бренд «E» производит 200 В GaN-транзисторы, которые используется в основном для низковольтных систем, таких как 12 В DC-DC преобразователи.
В то же время бренд «T» производит 600 В GaN-транзисторы нормально открытого типа. Для перевода их в нормально закрытое состояние требуется наличие дополнительной МОП-микросхемы.
Кроме того, данные транзисторы имеют каскадную структуру, что не позволяет изменять скорость переключения путем регулировки сопротивления затвора. Это в свою очередь может привести к сложностям при точной настройке для подавления электромагнитных помех и росту потерь на переключение
Panasonic и GaN Systems
производят GaN-транзисторы нормально закрытого типа с подложкой P-типа и высокой подвижностью электронов.
Из-за высокой подвижности электронов порог VTH у данных транзисторов ниже чем у кремниевых МОП или IGBT. Входная емкость также очень мала, менее 1 нФ, что соответствует заряду 5 нКл, которого будет достаточно для замыкания транзистора
GaN-транзисторы имеют очень высокую скорость переключения и при проектировании систем следует соблюдать определенную осторожность. Важно учитывать уровень шума dv/dt от транзистора и драйвера затвора.
Одной из рекомендаций в данном случае является
выбор дайверов затвора с коэффициентом подавления синфазных сигналов (CMR) более 100 кВ / мкс, что позволит предотвратить ложное срабатывание GaN-транзисторов.
Так как транзисторы на основе GaN от Panasonic и GaN Systems нормально закрыты и просты в использовании, требования к драйверу затвора довольно схожи с характеристиками кремниевых МОП-структур.
- Транзисторы GaN от Panasonic имеют напряжение затвора 12В, в то время как GaN Systems производят решения с напряжением затвора 6 В. Ток затвора в обоих решениях довольно низкий из-за малой входной емкости и составляет менее 1.5 А
- При использовании GaN-транзисторов Panasonic следует обратить внимание на то, что для корректной работы им требуется наличие постоянного тока удержания около 10 мА, чтобы поддерживать его в состоянии «ВКЛ»
- При работе с GaN-транзисторами требуется особая осторожность, связанная с недопущением возникновения на затворе абсолютного напряжения величиной более 7 В.
Какие драйверы подойдут к вашему решению?
За консультацией вы можете обратиться к Дмитрию Антонову, эксперту по силовой электронике.
Заполните заявку на консультацию в форме:
Видео про новые драйверы транзисторов от Broadcom: