現(xiàn)在市面上動(dòng)不動(dòng)就有消息稱某某公司研究出了氮化鎵快充，氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體它具有了Si MOS無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，隨著手機(jī)充電速度的不斷提高，自然功率等級(jí)不斷提高，另一方面用戶體驗(yàn)也需要考慮，功率越大體積越大，所以必須要選用更高效的器件來(lái)縮小充電器的體積。那我們來(lái)看看，GaN的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與Si有哪些不同。【以GaN sysytem的GaN HEMTs為例】
與Si MOS的共同點(diǎn)：
1、真正的增強(qiáng)型器件（常閉型器件）
2、電壓驅(qū)動(dòng)
3、只需提供柵極漏電流Igss
4、能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)電阻Rg控制開關(guān)速度
5、與大部分Si MOS驅(qū)動(dòng)芯片兼容
與Si MOS的差異：
1、極低的Qg：更低的驅(qū)動(dòng)損耗；更快的開關(guān)速度
2、更大的跨導(dǎo)和更低的Vgs：需要-3~+6Vmax柵極偏置電壓即可導(dǎo)通（負(fù)電壓可可靠關(guān)斷）
3、更低的Vg_th：典型值1.5V
目前各大半導(dǎo)體針對(duì)氮化鎵的驅(qū)動(dòng)芯片做了許多布局，大致如下：
當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓Vdd高于6V時(shí)，需要負(fù)壓生成電路吧Vgs轉(zhuǎn)換成+6和-（Vdd-6）V，
650V驅(qū)動(dòng)芯片：
100V/80V驅(qū)動(dòng)芯片：
內(nèi)部集成的GaN控制芯片：
一、單管GaN隔離驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
在低電壓、低功率，或者對(duì)死區(qū)損耗敏感的應(yīng)用中，可以使用0V關(guān)斷，在高頻應(yīng)用中需要加一個(gè)共模電感以抑制噪聲，改善EMC。
1、開通/關(guān)斷通道互相獨(dú)立（Si8371）
2、開通/關(guān)斷共通道（Adum4121）
當(dāng)功率段來(lái)到1kw~100kw的單管驅(qū)動(dòng)時(shí)，那我們需要采取負(fù)壓關(guān)斷，介紹一種EZDrive，
3、EZDrive
該電路由si8271隔離驅(qū)動(dòng)，與自舉電路兼容，可產(chǎn)生+6V/-3V驅(qū)動(dòng)電壓，負(fù)電壓由圖中47nF電容提供。
4、基于分壓電路的驅(qū)動(dòng)
帶有分壓電路的SI8271驅(qū)動(dòng)電路，使得性能更加可靠且有益于PCB布局，負(fù)壓Vgs由5.8V Zener和1k電阻分壓所得。
5、數(shù)字隔離芯片+非隔離驅(qū)動(dòng)芯片
圖中驅(qū)動(dòng)電路由數(shù)字隔離芯片SI8610和TI 的UCC27511非隔離驅(qū)動(dòng)芯片組成，可產(chǎn)生+6V/-6V驅(qū)動(dòng)電壓，這種兼容非隔離驅(qū)動(dòng)芯片，可以提高驅(qū)動(dòng)輸出電流能力，可應(yīng)用于大功率，例如，電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)、光伏逆變器等。
6、非隔離驅(qū)動(dòng)電路
該電路主要是由UCC27511非隔離驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成+6V/0V驅(qū)動(dòng)，可以應(yīng)用在單端口變換器，例如，Class E，反激、推完等電路。也可以與數(shù)字隔離器并用，驅(qū)動(dòng)高邊福地的開關(guān)管。
二、半橋/全橋的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
首先也是小功率應(yīng)用中，我們最常見的自舉驅(qū)動(dòng)電路：
1、自舉
該電路由安森美NCP51820自舉驅(qū)動(dòng)電路組成，Vgs=+6V/0V，該電路值得注意的是要選用Cj較低、反向恢復(fù)時(shí)間短的自舉二極管，因?yàn)榈墤?yīng)用頻率都很高，反向恢復(fù)慢會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)異常。
2、自舉+EZDrive電路
NCP51530帶有EZDrive的自舉驅(qū)動(dòng)電路，可提供Vgs=+6V/-3V的驅(qū)動(dòng)電壓，負(fù)電壓由47nF電容提供，可通過(guò)外部驅(qū)動(dòng)電阻調(diào)節(jié)開關(guān)速度來(lái)優(yōu)化EMI，適用于小功率。
3、并聯(lián)GaN驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
一般有較大功率需求時(shí)，單片GaN可能滿足不了大電流的應(yīng)用，此時(shí)就可以使用兩片GaN并聯(lián)使用，但要注意驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，要使得電流均衡，否者會(huì)引起熱不平衡損壞器件。
這個(gè)是由TI UCC27511非隔離驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的并聯(lián)GaN驅(qū)動(dòng)電路，可提供Vgs=+6V/0V的驅(qū)動(dòng)電壓。
同樣，還有一個(gè)LM5113半橋自舉驅(qū)動(dòng)電路，也是Vgs+6V/0V驅(qū)動(dòng)電壓，且在并聯(lián)驅(qū)動(dòng)時(shí)要增加一個(gè)1歐姆的電阻，如圖中紅色標(biāo)記所示，增加驅(qū)動(dòng)線路的阻抗，減少因線路電感引起的震蕩問題。
有幾個(gè)問題需要搞清楚：
1、負(fù)壓：可以增強(qiáng)噪聲抗擾度，另外在大電流情況下，負(fù)壓驅(qū)動(dòng)可以降低開關(guān)損耗；
2、負(fù)壓多少合適：驅(qū)動(dòng)電壓的幅值需要權(quán)衡關(guān)斷損耗和死區(qū)損耗，在500W以上的應(yīng)用，建議選擇-3V的關(guān)斷電壓。