如何使用氮化鎵:氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的驅(qū)動(dòng)器和版圖的考慮因素

圖5： 1)含氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的最佳功率環(huán)路的側(cè)視圖 2)含氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管最佳設(shè)計(jì)與含MOSFET器件最佳設(shè)計(jì)的效率的比較(VIN=12 V, VOUT=1.2 V, Fs=1 MHz, L=300 nH, eGaN FET: T: EPC2015 SR: EPC2015, MOSFET: T: BSZ097N04LSG SR: BSZ040N04LSG)

使用最佳功率環(huán)路，相比傳統(tǒng)最優(yōu)印刷電路板版圖，高頻環(huán)路電感可減少達(dá)40%即低于0.4 nH值，這相等于性能得以提升。圖5b展示了使用最佳版圖，對(duì)內(nèi)含40 V硅MOSFET器件與含40 V氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的降壓轉(zhuǎn)換器的效率作出比較。我們可以看到，基于氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的設(shè)計(jì)可提高效率超過(guò)3%。由于最佳版圖大大減少高頻環(huán)路電感，因此與含40 V硅MOSFET的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)比較，含氮化鎵器件的設(shè)計(jì)可增快開(kāi)關(guān)速度達(dá)500%及減少過(guò)沖電壓達(dá)40%。

圖6： 含氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的最佳設(shè)計(jì)與含MOSFET器件的最佳設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形圖(VIN=12 V, VOUT=1.2 V, IOUT=20 A, Fs=1 MHz, L=300 nH, eGaN FET: T: EPC2015 SR: EPC2015, MOSFET: T: BSZ097N04LSG SR: BSZ040N04LSG)

總結(jié)

具備高性能的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)硅MOSFET技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的潛力--在更高頻及更高效下開(kāi)關(guān)。由于氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管改善了品質(zhì)因數(shù)及使用具有低寄生電感的封裝，因此需要一個(gè)具低寄生電感的印刷電路板版圖以全面發(fā)揮器件的性能。宜普電源轉(zhuǎn)換公司開(kāi)發(fā)了最佳版圖，進(jìn)一步增強(qiáng)氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管在技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)并在效率方面實(shí)現(xiàn)額外的增益，以及具備可在更高電壓下工作的性能。