用集成驱动器优化GaN性能

　　导读：

　　将GaN FET与它们的驱动器集成在一起可以改进开关性能，并且能够简化基于GaN的功率级设计。

　　氮化镓 （GaN） 晶体管的开关速度比硅MOSFET快很多，从而有可能实现更低的开关损耗。然而，当压摆率很高时，特定的封装类型会限制GaN FET的开关性能。将GaN FET与驱动器集成在一个封装内可以减少寄生电感，并且优化开关性能。集成驱动器还可以实现保护功能。

　　简介

　　氮化镓 （GaN） 晶体管的开关性能要优于硅MOSFET，因为在同等导通电阻的情况下，氮化镓 （GaN） 晶体管的终端电容较低，并避免了体二极管所导致的反向恢复损耗。正是由于这些特性，GaN FET可以实现更高的开关频率，从而在保持合理开关损耗的同时，提升功率密度和瞬态性能。

　　传统上，GaN器件被封装为分立式器件，并由单独的驱动器驱动，这是因为GaN器件和驱动器基于不同的处理技术，并且可能来自不同的厂商。每个封装将会有引入寄生电感的焊线和引线，如图1a所示。当以每纳秒数十到几百伏电压的高压摆率进行切换时，这些寄生电感会导致开关损耗、振铃和可靠性问题。

　　将GaN晶体管与其驱动器集成在一起（图1b）可以消除共源电感，并且极大降低驱动器输出与GaN栅极之间的电感，以及驱动器接地中的电感。在这篇文章中，我们将研究由封装寄生效应所引发的问题和限制。在一个集成封装内对这些寄生效应进行优化可以减少该问题，并且以高于100V/ns的高压摆率实现出色的开关性能。

　　图1. 由独立封装内的驱动器驱动的GaN器件 （a）；一个集成GaN/驱动器封装 （b）。

　　图2. 用于仿真的半桥电路的简化图