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驅動電路高漏源電壓VDS時的導通電阻

發布時間:2020/9/12 15:14:28 訪問次數:1966

P型柵結構的GaN FET,與耗盡型不同的是,P型柵結構是在AlGaN勢壘層上生長了一個帶正電的P型GaN柵極,如圖2中的P-GaN層。P型GaN層可以拉升AlGaN勢壘層的能帶,起到耗盡2DEG的作用,以實現常斷特性。當施加足夠的正VGS時,使柵源電壓大于閾值電壓,P-GaN層的內電場被削弱,2DEG濃度上升,形成導通溝道,GaN FET器件導通。隨著VGS的降低且小于閾值電壓,溝道又逐漸關閉,GaNFET器件關斷。這種結構主要是通過控制P型柵極勢壘的電位,升降AlGaN勢壘層的能帶,使2DEG的濃度改變來實現對GaNFET器件的通斷控制。

在P型柵結構的基礎上,采用在P-GaN層上沉積TiN金屬,形成三層掩膜的柵極結構,從而實現肖特基接觸,。這種結構存在柵極場板,可增加高壓應用場板設計的靈活性。實驗證明,這種結構具有低柵極電阻、降低高漏源電壓VDS時的導通電阻RDS-ON等優勢,且相比采用歐姆接觸的P-GaN結構,此結構降低了柵極漏電流。

增強型GaN FET的低柵源電壓VGS、低閾值電壓VTH以及寄生參數等影響,使得傳統的Si驅動電路不再適用于GaN,GaNFET的驅動要求更為嚴格,其驅動電路至少具備以下三個功能:

驅動信號可靠性。驅動信號的可靠性對于驅動電路來說是很重要的,驅動信號一旦不穩定極有可能損壞GaN器件。一定要保證驅動信號可靠傳輸。一般在通信系統中或使用頻率在兆赫茲等級以上時,常用微波驅動,技術來傳輸驅動信號。

抗擾性能。GaN FET的低閾值電壓使其對di/dt、dv/dt和寄生電感極其敏感,若驅動的抗擾性不好,開關頻率的增加不僅使器件損耗增多,嚴重時還會損壞器件。因此,驅動需要較好的抗擾性。一般采取減小共源電感、增加驅動電阻等方法提高驅動抗擾性。

漏源回路寄生電感小。GaN FET柵極信號的噪聲和振蕩很強,一旦回路寄生電感過大會導致關斷時出現過電壓和寄生振蕩,導致額外的損耗。因此可優化驅動回路,減小寄生電感。

如果步進電動機繞組的每一次通斷電操作稱為一拍,每拍中只有一相繞組通電,其余斷電,這種通電方式稱為單相通電方式。

步進電機的通電方式,三相單三拍其通電順序為A—B—C—A。“三相”是指三相步進電機,“單”是指每次只有一盯繞組通電,“三拍”是指三種通電狀態為一具循環。

這種方式每次只有一相通電,容易使轉子在平衡位置上發生振蕩,穩定性不好。而且在轉換時,由于一相斷電時,另一相剛開始通電,易失步(指不能嚴格地對應一個脈沖轉一步),因而不常采用這種通電方式。

雙相雙三拍其通電順序為AB—BC—CA—CB

這種通電方式由于兩相同時通電,轉子受到的感應力矩大,靜態誤差小,定位精度高,而且轉換時始終有一相通電,可以工作穩定,不易失步。

三相六拍其通電順序為A—AB—B—BC—C—CA—A

這是單、雙相輪流通電的方式,它具有雙一拍的特點,且由于通電狀態數增加一倍,而使步距角減少一倍。


(素材:chinaaet.如涉版權請聯系刪除)

P型柵結構的GaN FET,與耗盡型不同的是,P型柵結構是在AlGaN勢壘層上生長了一個帶正電的P型GaN柵極,如圖2中的P-GaN層。P型GaN層可以拉升AlGaN勢壘層的能帶,起到耗盡2DEG的作用,以實現常斷特性。當施加足夠的正VGS時,使柵源電壓大于閾值電壓,P-GaN層的內電場被削弱,2DEG濃度上升,形成導通溝道,GaN FET器件導通。隨著VGS的降低且小于閾值電壓,溝道又逐漸關閉,GaNFET器件關斷。這種結構主要是通過控制P型柵極勢壘的電位,升降AlGaN勢壘層的能帶,使2DEG的濃度改變來實現對GaNFET器件的通斷控制。

在P型柵結構的基礎上,采用在P-GaN層上沉積TiN金屬,形成三層掩膜的柵極結構,從而實現肖特基接觸,。這種結構存在柵極場板,可增加高壓應用場板設計的靈活性。實驗證明,這種結構具有低柵極電阻、降低高漏源電壓VDS時的導通電阻RDS-ON等優勢,且相比采用歐姆接觸的P-GaN結構,此結構降低了柵極漏電流。

增強型GaN FET的低柵源電壓VGS、低閾值電壓VTH以及寄生參數等影響,使得傳統的Si驅動電路不再適用于GaN,GaNFET的驅動要求更為嚴格,其驅動電路至少具備以下三個功能:

驅動信號可靠性。驅動信號的可靠性對于驅動電路來說是很重要的,驅動信號一旦不穩定極有可能損壞GaN器件。一定要保證驅動信號可靠傳輸。一般在通信系統中或使用頻率在兆赫茲等級以上時,常用微波驅動,技術來傳輸驅動信號。

抗擾性能。GaN FET的低閾值電壓使其對di/dt、dv/dt和寄生電感極其敏感,若驅動的抗擾性不好,開關頻率的增加不僅使器件損耗增多,嚴重時還會損壞器件。因此,驅動需要較好的抗擾性。一般采取減小共源電感、增加驅動電阻等方法提高驅動抗擾性。

漏源回路寄生電感小。GaN FET柵極信號的噪聲和振蕩很強,一旦回路寄生電感過大會導致關斷時出現過電壓和寄生振蕩,導致額外的損耗。因此可優化驅動回路,減小寄生電感。

如果步進電動機繞組的每一次通斷電操作稱為一拍,每拍中只有一相繞組通電,其余斷電,這種通電方式稱為單相通電方式。

步進電機的通電方式,三相單三拍其通電順序為A—B—C—A。“三相”是指三相步進電機,“單”是指每次只有一盯繞組通電,“三拍”是指三種通電狀態為一具循環。

這種方式每次只有一相通電,容易使轉子在平衡位置上發生振蕩,穩定性不好。而且在轉換時,由于一相斷電時,另一相剛開始通電,易失步(指不能嚴格地對應一個脈沖轉一步),因而不常采用這種通電方式。

雙相雙三拍其通電順序為AB—BC—CA—CB

這種通電方式由于兩相同時通電,轉子受到的感應力矩大,靜態誤差小,定位精度高,而且轉換時始終有一相通電,可以工作穩定,不易失步。

三相六拍其通電順序為A—AB—B—BC—C—CA—A

這是單、雙相輪流通電的方式,它具有雙一拍的特點,且由于通電狀態數增加一倍,而使步距角減少一倍。


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