現(xiàn)在市面上動不動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體它具有了Si MOS無可比擬的優(yōu)勢，隨著手機充電速度的不斷提高，自然功率等級不斷提高，另一方面用戶體驗也需要考慮，功率越大體積越大，所以必須要選用更高效的器件來縮小充電器的體積。那我們來看看，GaN的驅(qū)動設計與Si有哪些不同?！疽訥aN sysytem的GaN HEMTs為例】

與Si MOS的共同點：

1、真正的增強型器件（常閉型器件）

2、電壓驅(qū)動

3、只需提供柵極漏電流Igss

4、能夠通過驅(qū)動電阻Rg控制開關速度

5、與大部分Si MOS驅(qū)動芯片兼容

與Si MOS的差異：

1、極低的Qg：更低的驅(qū)動損耗；更快的開關速度

2、更大的跨導和更低的Vgs：需要-3~+6Vmax柵極偏置電壓即可導通（負電壓可可靠關斷）

3、更低的Vg_th：典型值1.5V

目前各大半導體針對氮化鎵的驅(qū)動芯片做了許多布局，大致如下：

當驅(qū)動電壓Vdd高于6V時，需要負壓生成電路吧Vgs轉(zhuǎn)換成+6和-（Vdd-6）V，

650V驅(qū)動芯片：

100V/80V驅(qū)動芯片：

內(nèi)部集成的GaN控制芯片：

一、單管GaN隔離驅(qū)動電路設計

在低電壓、低功率，或者對死區(qū)損耗敏感的應用中，可以使用0V關斷，在高頻應用中需要加一個共模電感以抑制噪聲，改善EMC。

1、開通/關斷通道互相獨立（Si8371）

2、開通/關斷共通道（Adum4121）

當功率段來到1kw~100kw的單管驅(qū)動時，那我們需要采取負壓關斷，介紹一種EZDrive，

3、EZDrive

該電路由si8271隔離驅(qū)動，與自舉電路兼容，可產(chǎn)生+6V/-3V驅(qū)動電壓，負電壓由圖中47nF電容提供。

4、基于分壓電路的驅(qū)動

帶有分壓電路的SI8271驅(qū)動電路，使得性能更加可靠且有益于PCB布局，負壓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)動芯片

圖中驅(qū)動電路由數(shù)字隔離芯片SI8610和TI 的UCC27511非隔離驅(qū)動芯片組成，可產(chǎn)生+6V/-6V驅(qū)動電壓，這種兼容非隔離驅(qū)動芯片，可以提高驅(qū)動輸出電流能力，可應用于大功率，例如，電動汽車電機驅(qū)動、光伏逆變器等。

6、非隔離驅(qū)動電路

該電路主要是由UCC27511非隔離驅(qū)動芯片構(gòu)成+6V/0V驅(qū)動，可以應用在單端口變換器，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)動高邊福地的開關管。

二、半橋/全橋的驅(qū)動電路設計

首先也是小功率應用中，我們最常見的自舉驅(qū)動電路：

1、自舉

該電路由安森美NCP51820自舉驅(qū)動電路組成，Vgs=+6V/0V，該電路值得注意的是要選用Cj較低、反向恢復時間短的自舉二極管，因為氮化鎵應用頻率都很高，反向恢復慢會導致驅(qū)動異常。

2、自舉+EZDrive電路

NCP51530帶有EZDrive的自舉驅(qū)動電路，可提供Vgs=+6V/-3V的驅(qū)動電壓，負電壓由47nF電容提供，可通過外部驅(qū)動電阻調(diào)節(jié)開關速度來優(yōu)化EMI，適用于小功率。

3、并聯(lián)GaN驅(qū)動電路設計

一般有較大功率需求時，單片GaN可能滿足不了大電流的應用，此時就可以使用兩片GaN并聯(lián)使用，但要注意驅(qū)動設計非常關鍵，要使得電流均衡，否者會引起熱不平衡損壞器件。

這個是由TI UCC27511非隔離驅(qū)動電路構(gòu)成的并聯(lián)GaN驅(qū)動電路，可提供Vgs=+6V/0V的驅(qū)動電壓。

同樣，還有一個LM5113半橋自舉驅(qū)動電路，也是Vgs+6V/0V驅(qū)動電壓，且在并聯(lián)驅(qū)動時要增加一個1歐姆的電阻，如圖中紅色標記所示，增加驅(qū)動線路的阻抗，減少因線路電感引起的震蕩問題。

有幾個問題需要搞清楚：

1、負壓：可以增強噪聲抗擾度，另外在大電流情況下，負壓驅(qū)動可以降低開關損耗；

2、負壓多少合適：驅(qū)動電壓的幅值需要權衡關斷損耗和死區(qū)損耗，在500W以上的應用，建議選擇-3V的關斷電壓。