接下來再對(duì)比一下Mosfet、Sicfet、CoolGaN?驅(qū)動(dòng)的IV曲線：

設(shè)定Vds為15-20V，測試Vgs電壓從-5V到+5V時(shí)的Igs電流。上圖是IPW60R040C7 Mosfet的驅(qū)動(dòng)電壓和電流的IV曲線。

從圖中可以看出，IPW60R040C7只有Vgs在Mosfet的Vth 附近才會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較大的電流，其實(shí)也就是驅(qū)動(dòng)所需要的電流，但這個(gè)電流最大也不超過0.7uA。遠(yuǎn)小于CoolGaN? 的15mA.

再看看Sicfet驅(qū)動(dòng)的IV曲線：

同樣是設(shè)定Vds為15-20V，測試Vgs電壓從-5V到+5V時(shí)的Igs電流。

Sicfet的驅(qū)動(dòng)IV曲線和Mosfet相差還是比較大的，在Vgs為-5V時(shí)的漏電流相對(duì)較大，達(dá)到了0.35uA,大于-4V以上就很小了，一直到+5V時(shí)完Sicfet全開通都沒有出現(xiàn)較大的電流，基本在10nA以內(nèi)。

再來看看CoolGaN? IGO60R070D1，既然CoolGaN?是電流型控制，那么我們來看看測試不同Igs下驅(qū)動(dòng)Vgs的電壓的IV曲線：

設(shè)定Vds為15-20V，測試Igs電流從-15mA到+15mA時(shí)的Vgs電壓的IV曲線

從圖中可以看出，CoolGaN? IGO60R070D1正負(fù)電流驅(qū)動(dòng)的對(duì)稱性非常好，而且趨勢非常明顯，在電流滿足的情況下，需要的Vgs電壓也非常低。

可以定義CoolGaN?為電流型控制功率器件了嗎？不過其需要的驅(qū)動(dòng)電流也并不大，只需要不到20mA.

在電路設(shè)計(jì)中我們知道，弱電流信號(hào)往往比弱電壓信號(hào)的抗干擾能力更強(qiáng)，所以，CoolGaN?在電源中應(yīng)用會(huì)比Mosfet和Sicfet更穩(wěn)定和可靠。

不過在高頻開關(guān)電源的應(yīng)用中，還是需要按常規(guī)做法做到驅(qū)動(dòng)回路盡量短小，將驅(qū)動(dòng)線路中的寄生電感降低至最小，畢竟電感會(huì)抑制電流的上升。

同時(shí)，由于CoolGaN?的導(dǎo)通域值比較低，所以在高DV/DT和高DI/DT電路中，還是有必要在開關(guān)瞬間加入負(fù)壓關(guān)斷來抑制干擾。

建議采用英飛凌推出的CoolGaN? 專用驅(qū)動(dòng)芯片1EDF5673K、1EDF5673F和1EDS5663H，其不同于傳統(tǒng)功率MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)IC，這個(gè)針對(duì)英飛凌CoolGaN?量身定制的柵極驅(qū)動(dòng)IC可提供負(fù)輸出電壓，以快速關(guān)斷氮化鎵開關(guān)。

在開關(guān)應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間內(nèi)，GaN EiceDRIVER IC可以使柵極電壓穩(wěn)定保持為零。

這可保護(hù)氮化鎵開關(guān)不受噪音導(dǎo)致誤接通的影響，哪怕是首脈沖，這對(duì)于開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)強(qiáng)健運(yùn)行至關(guān)重要。

氮化鎵柵極驅(qū)動(dòng)IC可實(shí)現(xiàn)恒定的GaN HEMT開關(guān)轉(zhuǎn)換速率，幾乎不受工作循環(huán)或開關(guān)速度影響。

這可確保運(yùn)行穩(wěn)健性和很高能效，大大縮短研發(fā)周期。

它集成了電隔離，可在硬開關(guān)和軟開關(guān)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)健運(yùn)行。

它還可在開關(guān)電源的一次側(cè)和二次側(cè)之間提供保護(hù)，并可根據(jù)需要在功率級(jí)與邏輯級(jí)之間提供保護(hù)。

這款就是采用英飛凌CoolGaN? IGO60R070D1和專用驅(qū)動(dòng)IC 1EDF5673K的半橋Demo。下面采用這款Demo來實(shí)測一下CoolGaN?的效果。

首先，按照英飛凌原廠的參數(shù)接入一個(gè)12uH的電感形成一個(gè)同步Buck的電源。

4個(gè)1GHz帶寬的普通無源探頭分別測量信號(hào)發(fā)生器輸入的1.5MHz時(shí)鐘信號(hào)、經(jīng)過門電路生成2路互補(bǔ)的PWM信號(hào)送到1EDF5673K的輸入端的信號(hào)、1EDF5673K輸出給IGO60R070D1的下管驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

1個(gè)1GHz帶寬的有源中壓差分探頭測量另1個(gè)1EDF5673K輸出給IGO60R070D1上管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

2個(gè)200MHz的有源差分探頭分別測量IGO60R070D1上下管的Vds電壓波形，1個(gè)120MHz帶寬的電流探頭測量電感電流。  

再看看板子背面的IGO60R070D1

加上散熱器再來個(gè)特寫：