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驱动电路高漏源电压VDS时的导通电阻

发布时间:2020/9/12 15:14:28 访问次数:2005

P型栅结构的GaN FET,与耗尽型不同的是,P型栅结构是在AlGaN势垒层上生长了一个带正电的P型GaN栅极,如图2中的P-GaN层。P型GaN层可以拉升AlGaN势垒层的能带,起到耗尽2DEG的作用,以实现常断特性。当施加足够的正VGS时,使栅源电压大于阈值电压,P-GaN层的内电场被削弱,2DEG浓度上升,形成导通沟道,GaN FET器件导通。随着VGS的降低且小于阈值电压,沟道又逐渐关闭,GaNFET器件关断。这种结构主要是通过控制P型栅极势垒的电位,升降AlGaN势垒层的能带,使2DEG的浓度改变来实现对GaNFET器件的通断控制。

在P型栅结构的基础上,采用在P-GaN层上沉积TiN金属,形成三层掩膜的栅极结构,从而实现肖特基接触,。这种结构存在栅极场板,可增加高压应用场板设计的灵活性。实验证明,这种结构具有低栅极电阻、降低高漏源电压VDS时的导通电阻RDS-ON等优势,且相比采用欧姆接触的P-GaN结构,此结构降低了栅极漏电流。

增强型GaN FET的低栅源电压VGS、低阈值电压VTH以及寄生参数等影响,使得传统的Si驱动电路不再适用于GaN,GaNFET的驱动要求更为严格,其驱动电路至少具备以下三个功能:

驱动信号可靠性。驱动信号的可靠性对于驱动电路来说是很重要的,驱动信号一旦不稳定极有可能损坏GaN器件。一定要保证驱动信号可靠传输。一般在通信系统中或使用频率在兆赫兹等级以上时,常用微波驱动,技术来传输驱动信号。

抗扰性能。GaN FET的低阈值电压使其对di/dt、dv/dt和寄生电感极其敏感,若驱动的抗扰性不好,开关频率的增加不仅使器件损耗增多,严重时还会损坏器件。因此,驱动需要较好的抗扰性。一般采取减小共源电感、增加驱动电阻等方法提高驱动抗扰性。

漏源回路寄生电感小。GaN FET栅极信号的噪声和振荡很强,一旦回路寄生电感过大会导致关断时出现过电压和寄生振荡,导致额外的损耗。因此可优化驱动回路,减小寄生电感。

如果步进电动机绕组的每一次通断电操作称为一拍,每拍中只有一相绕组通电,其余断电,这种通电方式称为单相通电方式。

步进电机的通电方式,三相单三拍其通电顺序为A—B—C—A。“三相”是指三相步进电机,“单”是指每次只有一盯绕组通电,“三拍”是指三种通电状态为一具循环。

这种方式每次只有一相通电,容易使转子在平衡位置上发生振荡,稳定性不好。而且在转换时,由于一相断电时,另一相刚开始通电,易失步(指不能严格地对应一个脉冲转一步),因而不常采用这种通电方式。

双相双三拍其通电顺序为AB—BC—CA—CB

这种通电方式由于两相同时通电,转子受到的感应力矩大,静态误差小,定位精度高,而且转换时始终有一相通电,可以工作稳定,不易失步。

三相六拍其通电顺序为A—AB—B—BC—C—CA—A

这是单、双相轮流通电的方式,它具有双一拍的特点,且由于通电状态数增加一倍,而使步距角减少一倍。


(素材:chinaaet.如涉版权请联系删除)

P型栅结构的GaN FET,与耗尽型不同的是,P型栅结构是在AlGaN势垒层上生长了一个带正电的P型GaN栅极,如图2中的P-GaN层。P型GaN层可以拉升AlGaN势垒层的能带,起到耗尽2DEG的作用,以实现常断特性。当施加足够的正VGS时,使栅源电压大于阈值电压,P-GaN层的内电场被削弱,2DEG浓度上升,形成导通沟道,GaN FET器件导通。随着VGS的降低且小于阈值电压,沟道又逐渐关闭,GaNFET器件关断。这种结构主要是通过控制P型栅极势垒的电位,升降AlGaN势垒层的能带,使2DEG的浓度改变来实现对GaNFET器件的通断控制。

在P型栅结构的基础上,采用在P-GaN层上沉积TiN金属,形成三层掩膜的栅极结构,从而实现肖特基接触,。这种结构存在栅极场板,可增加高压应用场板设计的灵活性。实验证明,这种结构具有低栅极电阻、降低高漏源电压VDS时的导通电阻RDS-ON等优势,且相比采用欧姆接触的P-GaN结构,此结构降低了栅极漏电流。

增强型GaN FET的低栅源电压VGS、低阈值电压VTH以及寄生参数等影响,使得传统的Si驱动电路不再适用于GaN,GaNFET的驱动要求更为严格,其驱动电路至少具备以下三个功能:

驱动信号可靠性。驱动信号的可靠性对于驱动电路来说是很重要的,驱动信号一旦不稳定极有可能损坏GaN器件。一定要保证驱动信号可靠传输。一般在通信系统中或使用频率在兆赫兹等级以上时,常用微波驱动,技术来传输驱动信号。

抗扰性能。GaN FET的低阈值电压使其对di/dt、dv/dt和寄生电感极其敏感,若驱动的抗扰性不好,开关频率的增加不仅使器件损耗增多,严重时还会损坏器件。因此,驱动需要较好的抗扰性。一般采取减小共源电感、增加驱动电阻等方法提高驱动抗扰性。

漏源回路寄生电感小。GaN FET栅极信号的噪声和振荡很强,一旦回路寄生电感过大会导致关断时出现过电压和寄生振荡,导致额外的损耗。因此可优化驱动回路,减小寄生电感。

如果步进电动机绕组的每一次通断电操作称为一拍,每拍中只有一相绕组通电,其余断电,这种通电方式称为单相通电方式。

步进电机的通电方式,三相单三拍其通电顺序为A—B—C—A。“三相”是指三相步进电机,“单”是指每次只有一盯绕组通电,“三拍”是指三种通电状态为一具循环。

这种方式每次只有一相通电,容易使转子在平衡位置上发生振荡,稳定性不好。而且在转换时,由于一相断电时,另一相刚开始通电,易失步(指不能严格地对应一个脉冲转一步),因而不常采用这种通电方式。

双相双三拍其通电顺序为AB—BC—CA—CB

这种通电方式由于两相同时通电,转子受到的感应力矩大,静态误差小,定位精度高,而且转换时始终有一相通电,可以工作稳定,不易失步。

三相六拍其通电顺序为A—AB—B—BC—C—CA—A

这是单、双相轮流通电的方式,它具有双一拍的特点,且由于通电状态数增加一倍,而使步距角减少一倍。


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