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功率器件的里程碑——英飛凌CoolGaN?功率器件測(cè)評(píng)

功率管是電力電子產(chǎn)品的基本構(gòu)成單元，持續(xù)發(fā)展至今。

近年來碳化硅和氮化鎵材料的功率器件推出，基于寬禁帶半導(dǎo)體材料的功率管作為一種更先進(jìn)的功率管正在被廣泛的應(yīng)用，其速度快，頻帶高，與硅等傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料相比，它能夠讓器件在更高的飽和電子遷移率、頻率和電壓下運(yùn)行。

硅的帶隙是1.17電子伏特，碳化硅是3.263電子伏特，氮化鎵是3.47電子伏特。


 123

英飛凌是目前唯一覆蓋普通硅、碳化硅、氮化鎵三種工藝的功率管的公司。

提到英飛凌，大家都知道他的CoolMOS? Mosfet，另外英飛凌還有600V以上的碳化硅二極管和1200V以上的碳化硅功率管，以及600V的CoolGaN? 產(chǎn)品，其優(yōu)良的特性，包括無寄生體二極管、無反向恢復(fù)、可以雙向?qū)?，可以?shí)現(xiàn)更多完美的拓?fù)湟约案哳l和高效的電源設(shè)計(jì)。

配合英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動(dòng)1EDF5673K可以大大的簡化設(shè)計(jì)。

T1

T2


     首先采用源表對(duì)英飛凌的CoolGaN?——IGO60R070D1進(jìn)行IV曲線的測(cè)量。


_T_01349


利用2臺(tái)泰克（吉時(shí)利）的6.5位源表聯(lián)機(jī)測(cè)量。


1


2



一臺(tái)用于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的供給，另一臺(tái)用于VDS和IDS電壓電流的測(cè)量。通過上位機(jī)聯(lián)動(dòng)操作測(cè)試。


6




規(guī)格書給出的驅(qū)動(dòng)所需要的最大平均電流是20mA,設(shè)置Vgs電壓限制為5V，測(cè)試Igs電流從0.1mA到15mA的IV曲線如上圖。


從圖中可以看出，Igs和Ids的線性關(guān)系還是比較好的，在Igs=14mA、Vds>15V進(jìn)入完全導(dǎo)通狀態(tài)，在Igs=15mA、Vds>11V進(jìn)入完全導(dǎo)通狀態(tài)。

 

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

9



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(shì)非常明顯，在電流滿足的情況下，需要的Vgs電壓也非常低。


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)比電壓驅(qū)動(dòng)氮化鎵功率管更穩(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可以使柵極電壓首先跳到負(fù)電壓，這可保護(hù)氮化鎵開關(guān)不受噪音導(dǎo)致誤接通的影響，之后柵極電壓穩(wěn)定保持為零。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)。


全部回復(fù)(139)
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2019-07-17 11:21

接下來再利用泰克的示波器MSO58自帶的功率器件動(dòng)態(tài)參數(shù)分析功能對(duì)英飛凌的CoolGaN?進(jìn)行測(cè)量。

還是采用英飛凌原廠的這個(gè)半橋測(cè)試DEMO進(jìn)行測(cè)量：



采用雙脈沖法，用信號(hào)發(fā)生器設(shè)置脈寬為1uS,周期為2.5uS,脈沖次數(shù)為2次，示波器采用單次觸發(fā)。

           



采用泰克MSO58示波器的功率器件分析功能可以直接得出CoolGaN?的動(dòng)態(tài)參數(shù)。

         



左下的測(cè)試提示Ic off是因?yàn)橛w凌的CoolGaN?完全沒有反向恢復(fù)電流導(dǎo)致的，這也說明CoolGaN?是完全沒有反向恢復(fù)電流和電荷的。即Qrr=0

另外，在CoolGaN?關(guān)斷和開通狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)參數(shù)在右下表格中羅列出來了，包括：trr,ton,toff,以及ID，ID_pk……等。

 

從結(jié)果中可以看出，基于英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動(dòng)1EDF5673K下的CoolGaN? IGO60R070D1速度還是非?？斓?，而且完全沒有反向恢復(fù)損耗。

 

     。。。下接第23帖。。。。


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2019-07-19 09:40
@javike
接下來再利用泰克的示波器MSO58自帶的功率器件動(dòng)態(tài)參數(shù)分析功能對(duì)英飛凌的CoolGaN?進(jìn)行測(cè)量。還是采用英飛凌原廠的這個(gè)半橋測(cè)試DEMO進(jìn)行測(cè)量：[圖片]采用雙脈沖法，用信號(hào)發(fā)生器設(shè)置脈寬為1uS,周期為2.5uS,脈沖次數(shù)為2次，示波器采用單次觸發(fā)。      [圖片]采用泰克MSO58示波器的功率器件分析功能可以直接得出CoolGaN?的動(dòng)態(tài)參數(shù)。     [圖片]左下的測(cè)試提示Icoff是因?yàn)橛w凌的CoolGaN?完全沒有反向恢復(fù)電流導(dǎo)致的，這也說明CoolGaN?是完全沒有反向恢復(fù)電流和電荷的。即Qrr=0另外，在CoolGaN?關(guān)斷和開通狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)參數(shù)在右下表格中羅列出來了，包括：trr,ton,toff,以及ID，ID_pk……等。 從結(jié)果中可以看出，基于英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動(dòng)1EDF5673K下的CoolGaN?IGO60R070D1速度還是非常快的，而且完全沒有反向恢復(fù)損耗。    。。。下接第23帖。。。。
氮化鎵功率器件確實(shí)性能十分優(yōu)越，超快的開通速度，超低的開通管段損耗，這些賣點(diǎn)都很吸引人，但是現(xiàn)在看來價(jià)格還是主要的限制，但是隨著技術(shù)的越開越來發(fā)達(dá)，我相信，氮化鎵的產(chǎn)品會(huì)越來越普及的。
1
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2019-07-19 10:25
利用GaN人們可以獲得具有更大帶寬、更高放大器增益、更高能效、尺寸更小的半導(dǎo)體器件，射頻氮化鎵技術(shù)是5G的絕配，基站功放使用氮化鎵。氮化鎵（GaN）、砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）是射頻應(yīng)用中常用的半導(dǎo)體材料。 屬氮化鎵最為優(yōu)秀，硅或者其他器件相比，氮化鎵速度更快。所以在未來5G時(shí)代，氮化鎵市場(chǎng)會(huì)更加龐大。
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2019-07-19 10:39
@javike
接下來再利用泰克的示波器MSO58自帶的功率器件動(dòng)態(tài)參數(shù)分析功能對(duì)英飛凌的CoolGaN?進(jìn)行測(cè)量。還是采用英飛凌原廠的這個(gè)半橋測(cè)試DEMO進(jìn)行測(cè)量：[圖片]采用雙脈沖法，用信號(hào)發(fā)生器設(shè)置脈寬為1uS,周期為2.5uS,脈沖次數(shù)為2次，示波器采用單次觸發(fā)。      [圖片]采用泰克MSO58示波器的功率器件分析功能可以直接得出CoolGaN?的動(dòng)態(tài)參數(shù)。     [圖片]左下的測(cè)試提示Icoff是因?yàn)橛w凌的CoolGaN?完全沒有反向恢復(fù)電流導(dǎo)致的，這也說明CoolGaN?是完全沒有反向恢復(fù)電流和電荷的。即Qrr=0另外，在CoolGaN?關(guān)斷和開通狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)參數(shù)在右下表格中羅列出來了，包括：trr,ton,toff,以及ID，ID_pk……等。 從結(jié)果中可以看出，基于英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動(dòng)1EDF5673K下的CoolGaN?IGO60R070D1速度還是非?？斓模彝耆珱]有反向恢復(fù)損耗。    。。。下接第23帖。。。。
期待后面的精彩內(nèi)容
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tracy188
LV.5
6
2019-07-19 10:52
氮化鎵功率管相比較其它功率管，各個(gè)端子之間的距離縮短小了，這樣可以實(shí)現(xiàn)更低的電阻損耗，可以使轉(zhuǎn)換的時(shí)間更短，它具有開關(guān)快、功率損耗及成本低的優(yōu)勢(shì)，以及運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
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其樂518
LV.2
7
2019-07-19 11:11
@tracy188
氮化鎵功率管相比較其它功率管，各個(gè)端子之間的距離縮短小了，這樣可以實(shí)現(xiàn)更低的電阻損耗，可以使轉(zhuǎn)換的時(shí)間更短，它具有開關(guān)快、功率損耗及成本低的優(yōu)勢(shì)，以及運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
氮化鎵的優(yōu)點(diǎn)還是挺多的，面積小，體積小，輸入電容小，反向恢復(fù)時(shí)間短，可以工作在很高的頻率，來減小電源體積。不過價(jià)格比較貴，小功率產(chǎn)品有點(diǎn)難應(yīng)用，可能以后CoolGaN會(huì)有大量應(yīng)用，價(jià)格也會(huì)有所下降，期待，關(guān)注中。。。。
 
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denyuiwen
LV.7
8
2019-07-19 14:51
利用碳化硅和氮化鎵材料的功率器件做的產(chǎn)品，可以在尺寸上有很大的空間優(yōu)勢(shì)，成本上要降多少？體積縮小了，對(duì)于散熱，對(duì)比以前的產(chǎn)品，優(yōu)勢(shì)是有的，畢竟它的驅(qū)動(dòng)性能更好，反向損耗很小，值得去推廣。
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gaon
LV.7
9
2019-07-19 14:58
@denyuiwen
利用碳化硅和氮化鎵材料的功率器件做的產(chǎn)品，可以在尺寸上有很大的空間優(yōu)勢(shì)，成本上要降多少？體積縮小了，對(duì)于散熱，對(duì)比以前的產(chǎn)品，優(yōu)勢(shì)是有的，畢竟它的驅(qū)動(dòng)性能更好，反向損耗很小，值得去推廣。
普通硅、碳化硅、氮化鎵三種工藝,目前來看各有優(yōu)勢(shì),低成本,高性能,小體積,低熱損等等,但隨著新材料的普及和應(yīng)用,及出貨量的增加, 普通硅產(chǎn)品將會(huì)最終被淘汰,學(xué)習(xí)使用新的器件會(huì)對(duì)將來產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定性帶來保證, 綠色環(huán)保的趨勢(shì)也會(huì)加速新器件的普及.
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qingguiying
LV.1
10
2019-07-19 15:42
普通硅、碳化硅、氮化鎵三種工藝的進(jìn)步，表明在科技的進(jìn)步，以后可能會(huì)有更好的材料代替它們，目前這三種工藝應(yīng)用的市場(chǎng)不同，決定了它的普及率。氮化鎵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，高性能,小體積,低熱損，但是大眾化還有比較長的一段時(shí)間。支持支持?。。?/span>
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2019-07-19 16:29
@gaon
普通硅、碳化硅、氮化鎵三種工藝,目前來看各有優(yōu)勢(shì),低成本,高性能,小體積,低熱損等等,但隨著新材料的普及和應(yīng)用,及出貨量的增加,普通硅產(chǎn)品將會(huì)最終被淘汰,學(xué)習(xí)使用新的器件會(huì)對(duì)將來產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定性帶來保證,綠色環(huán)保的趨勢(shì)也會(huì)加速新器件的普及.
英飛凌 CoolGaN?非常適合高壓下運(yùn)行更高頻率的開關(guān)，可以將整個(gè)系統(tǒng)的成本降低，可以做到更輕薄設(shè)計(jì)、功率密度擴(kuò)展，使轉(zhuǎn)換效率大大地提高。氮化鎵擁有平面型的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)硅材料的垂直型的結(jié)構(gòu)有木箱的不同；同時(shí)，硅的帶隙是1.1電子伏特，氮化鎵是3.4電子伏特，這就使得氮化鎵GaN能夠讓器件在更高的電壓、頻率和溫度下運(yùn)行。英飛凌的氮化鎵產(chǎn)品還是非常值得期待的。
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yujunice
LV.5
12
2019-07-19 17:24
@javike
接下來再利用泰克的示波器MSO58自帶的功率器件動(dòng)態(tài)參數(shù)分析功能對(duì)英飛凌的CoolGaN?進(jìn)行測(cè)量。還是采用英飛凌原廠的這個(gè)半橋測(cè)試DEMO進(jìn)行測(cè)量：[圖片]采用雙脈沖法，用信號(hào)發(fā)生器設(shè)置脈寬為1uS,周期為2.5uS,脈沖次數(shù)為2次，示波器采用單次觸發(fā)。      [圖片]采用泰克MSO58示波器的功率器件分析功能可以直接得出CoolGaN?的動(dòng)態(tài)參數(shù)。     [圖片]左下的測(cè)試提示Icoff是因?yàn)橛w凌的CoolGaN?完全沒有反向恢復(fù)電流導(dǎo)致的，這也說明CoolGaN?是完全沒有反向恢復(fù)電流和電荷的。即Qrr=0另外，在CoolGaN?關(guān)斷和開通狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)參數(shù)在右下表格中羅列出來了，包括：trr,ton,toff,以及ID，ID_pk……等。 從結(jié)果中可以看出，基于英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動(dòng)1EDF5673K下的CoolGaN?IGO60R070D1速度還是非?？斓模彝耆珱]有反向恢復(fù)損耗。    。。。下接第23帖。。。。
射頻氮化鎵技術(shù)是5G的絕配，基站功放使用氮化鎵。氮化鎵（GaN）、砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）是射頻應(yīng)用中常用的半導(dǎo)體材料，其中氮化鎵的優(yōu)點(diǎn)還是挺多的，面積小，體積小，輸入電容小，反向恢復(fù)時(shí)間短，可以工作在很高的頻率，來減小電源體積。氮化鎵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，高性能,小體積,低熱損，但是大眾化還有比較長的一段時(shí)間。
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wxgsnake
LV.4
13
2019-07-19 18:45
開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)時(shí)設(shè)置負(fù)壓，也適用于高頻開關(guān)電源中嗎？那么來回切換負(fù)壓、零和正壓，是否影響整體的反應(yīng)時(shí)間啊。有沒有平衡點(diǎn)，及迅速又有很好的保護(hù)？
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2019-07-19 19:01
結(jié)合上述介紹，我們可以得知氮化鎵具有禁帶寬度大、電子遷移率高、介電系數(shù)小、導(dǎo)電性能好的特點(diǎn)，用其制作成的氮化鎵晶體管具有導(dǎo)通電阻小、結(jié)電容小和頻率高的優(yōu)點(diǎn)，因此氮化鎵晶體管的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗大約只有Si管的一半。不僅如此，在高速精密的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)合，GaN具有效率高、功率密度大的優(yōu)勢(shì)，能極大縮小電路體積。氮化鎵晶體管沒有寄生的體二極管，所以不存在反向恢復(fù)損耗，其開關(guān)噪聲也比Si管小很多，這能減小失真和EMI。
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CDJ01
LV.5
15
2019-07-19 22:10

今年好多廠家跟風(fēng)推廣GaN，好像不做GaN器件就落伍了。以前不知道是什么原因，看了這個(gè)帖子，有一點(diǎn)收獲。其一，GaN禁帶寬度大，擊穿電壓能做到很高，適合于高電壓高功率應(yīng)用；其二，它沒有反向恢復(fù)，就能帶來高效率。但帖子沒講GaN器件的不足之處，是否可以多介紹一下，這個(gè)器件一直沒推廣開來，一是成本，還有肯定是有一些缺點(diǎn)吧，哈哈，了解不多，請(qǐng)懂得人多分享一些。

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wahaha1111
LV.1
16
2019-07-20 06:41
@CDJ01
今年好多廠家跟風(fēng)推廣GaN，好像不做GaN器件就落伍了。以前不知道是什么原因，看了這個(gè)帖子，有一點(diǎn)收獲。其一，GaN禁帶寬度大，擊穿電壓能做到很高，適合于高電壓高功率應(yīng)用；其二，它沒有反向恢復(fù)，就能帶來高效率。但帖子沒講GaN器件的不足之處，是否可以多介紹一下，這個(gè)器件一直沒推廣開來，一是成本，還有肯定是有一些缺點(diǎn)吧，哈哈，了解不多，請(qǐng)懂得人多分享一些。

現(xiàn)在gan越來越貨了，Gan器件確實(shí)非常不錯(cuò)，英飛凌的gan更好，從參數(shù)看，測(cè)試參數(shù)很好，看了這個(gè)情況，發(fā)coolgan兩個(gè)片子間距

好小啊，不知做測(cè)試有沒有問題，這個(gè)器件管腳如何分布的，整體感覺蠻好，不知價(jià)格現(xiàn)在能不能讓工程師接受。

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wrtiger88
LV.1
17
2019-07-21 12:16
氮化鎵相比于碳化硅還是欠缺一點(diǎn)市場(chǎng)應(yīng)用的空間以及設(shè)計(jì)人員的熟悉程度，不過隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，氮化鎵應(yīng)該有更好的發(fā)展前途，尤其是在高功率驅(qū)動(dòng)方面。還有就是價(jià)格方面要是有很好的調(diào)整，估計(jì)市場(chǎng)推廣更方便，設(shè)計(jì)的工程師也會(huì)更多。
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jhcj2014
LV.1
18
2019-07-21 17:53
第三代半導(dǎo)體GaN的優(yōu)勢(shì)，在文章里都講得很清楚，還有各位工程師也發(fā)表了很多補(bǔ)充及個(gè)人的理解觀點(diǎn)，在這里本人就不重復(fù)了。這里只想問下廠商或者知情者：薄膜結(jié)構(gòu)的GaN在抗短路耐受力電氣性能上和SI、 SIC相比的測(cè)試數(shù)據(jù)，能否總結(jié)下給我們了解。
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wzp0214
LV.1
19
2019-07-21 21:12
      氮化鎵材料的功率器件具有禁帶寬度寬、臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度大、飽和電子漂移速度高、介電常數(shù)小以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，特別是基于GaN的AlGaN/GaN結(jié)構(gòu)具有更高的電子遷移率,使得GaN器件具有低的導(dǎo)通電阻、高的工作頻率,能滿足下一代電子裝備對(duì)功率器件更大功率、更高頻率、更小體積和更惡劣高溫工作的要求。隨著GaN襯底材料進(jìn)步,以及GaN器件本身所具有的優(yōu)良性能,異軍突起的GaN功率半導(dǎo)體具有極其廣闊的應(yīng)用前景,相信在不久的將來GaN功率器件會(huì)大量應(yīng)用于軍事和民用的各個(gè)領(lǐng)域,使其成為高性能低成本功率管理系統(tǒng)解決方案。
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dianyuanhd
LV.1
20
2019-07-21 22:24

這個(gè)coolgan最大能夠支持多大電壓電流，內(nèi)阻最小能達(dá)到多少，這個(gè)未來能不能替代igbt，目前igbt有很多缺點(diǎn)，

coolgan能代替igbt，在再低壓電源能夠提高電源效率，提高開關(guān)頻率，提高損耗，何時(shí)能夠降低價(jià)格、

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hkfiber123
LV.1
21
2019-07-21 22:32
@jhcj2014
第三代半導(dǎo)體GaN的優(yōu)勢(shì)，在文章里都講得很清楚，還有各位工程師也發(fā)表了很多補(bǔ)充及個(gè)人的理解觀點(diǎn)，在這里本人就不重復(fù)了。這里只想問下廠商或者知情者：薄膜結(jié)構(gòu)的GaN在抗短路耐受力電氣性能上和SI、SIC相比的測(cè)試數(shù)據(jù)，能否總結(jié)下給我們了解。

從上面看到的就是coolgan的優(yōu)勢(shì)，參數(shù)都蠻好，都是一些性能參數(shù)，不知電氣參數(shù)如何，不如來個(gè)試用計(jì)劃，

讓工程師應(yīng)用到板子，測(cè)測(cè)各種電氣特性，更好的評(píng)估性能來，這樣更好。

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drfhhh
LV.1
22
2019-07-21 23:00
@青龍出海
結(jié)合上述介紹，我們可以得知氮化鎵具有禁帶寬度大、電子遷移率高、介電系數(shù)小、導(dǎo)電性能好的特點(diǎn)，用其制作成的氮化鎵晶體管具有導(dǎo)通電阻小、結(jié)電容小和頻率高的優(yōu)點(diǎn)，因此氮化鎵晶體管的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗大約只有Si管的一半。不僅如此，在高速精密的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)合，GaN具有效率高、功率密度大的優(yōu)勢(shì)，能極大縮小電路體積。氮化鎵晶體管沒有寄生的體二極管，所以不存在反向恢復(fù)損耗，其開關(guān)噪聲也比Si管小很多，這能減小失真和EMI。

評(píng)估板號(hào)小巧，vgs好小啊，這樣很好控制，怎么沒有電路圖，這樣看著就更方便，這個(gè)芯片之間的間距好小，要是有1000V以上

會(huì)不會(huì)打火之類的問題，實(shí)際驗(yàn)證需要考慮更正耐受測(cè)試，更好更加體現(xiàn)coolgan的優(yōu)勢(shì)。

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2019-07-22 10:50

。。。上接第2帖。。。


接下來再來看看實(shí)測(cè)基于英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動(dòng)1EDF5673K下的CoolGaN? IGO60R070D1工作波形



說明：

1通道為信號(hào)發(fā)生器注入的方波信號(hào)，頻率2MHZ。

2、3通道為經(jīng)過門電路轉(zhuǎn)換后的相位差180度的PWM信號(hào)。

4、5通道1EDF5673K驅(qū)動(dòng)IGO60R070D1的VGS電壓波形。

6、7通道1EDF5673K驅(qū)動(dòng)IGO60R070D1的IGS電流波形。

8通道為BUCK電感電流波形。


電路圖如下：



測(cè)得的波形如下：


從波形中可以看出：

1EDF5673K輸出給IGO60R070D1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是包含負(fù)壓的，而且這個(gè)負(fù)壓并不是持續(xù)關(guān)斷CoolGaN?的，而是等另一個(gè)管關(guān)斷后會(huì)回升到0V來保持的，

這樣一來，既避免因?yàn)?/span>DV/DT和DI/DT導(dǎo)致的干擾誤動(dòng)作，也進(jìn)一步降低了關(guān)斷維持的損耗，所需要的驅(qū)動(dòng)電壓很低。

在關(guān)斷的時(shí)候會(huì)有一個(gè)比較大的負(fù)電流，也就是這個(gè)時(shí)候1EDF5673K在抽取IGO60R070D1控制端的電荷，其峰值電流接近-500mA,

這是為了保證管子可靠的關(guān)斷，避免于互補(bǔ)管在開通瞬間出現(xiàn)直通。

其驅(qū)動(dòng)峰值電流不到300mA，對(duì)于僅需要不到20mA就可以完全導(dǎo)通的IGO60R070D1來說，300mA的驅(qū)動(dòng)電流已經(jīng)非常大了，能實(shí)現(xiàn)更快的開通速率。


總結(jié)：

        CoolGaN?將成為實(shí)現(xiàn)更高頻率、更高效率、更高功率密度電源的黑科技，

其優(yōu)良的特性，包括無寄生體二極管、無反向恢復(fù)、可以雙向?qū)?，可以?shí)現(xiàn)更多完美的拓?fù)湟约案哳l和高效的電源設(shè)計(jì)。

還具備更好的抗干擾性能和更低的開關(guān)損耗。配合英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動(dòng)1EDF5673K可以大大的簡化設(shè)計(jì)。


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飛翔2004
LV.10
24
2019-07-22 23:19
@javike
。。。上接第2帖。。。接下來再來看看實(shí)測(cè)基于英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動(dòng)1EDF5673K下的CoolGaN?IGO60R070D1工作波形[圖片]說明：1通道為信號(hào)發(fā)生器注入的方波信號(hào)，頻率2MHZ。2、3通道為經(jīng)過門電路轉(zhuǎn)換后的相位差180度的PWM信號(hào)。4、5通道1EDF5673K驅(qū)動(dòng)IGO60R070D1的VGS電壓波形。6、7通道1EDF5673K驅(qū)動(dòng)IGO60R070D1的IGS電流波形。8通道為BUCK電感電流波形。電路圖如下：[圖片]測(cè)得的波形如下：[圖片]從波形中可以看出：1EDF5673K輸出給IGO60R070D1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是包含負(fù)壓的，而且這個(gè)負(fù)壓并不是持續(xù)關(guān)斷CoolGaN?的，而是等另一個(gè)管關(guān)斷后會(huì)回升到0V來保持的，這樣一來，既避免因?yàn)镈V/DT和DI/DT導(dǎo)致的干擾誤動(dòng)作，也進(jìn)一步降低了關(guān)斷維持的損耗，所需要的驅(qū)動(dòng)電壓很低。在關(guān)斷的時(shí)候會(huì)有一個(gè)比較大的負(fù)電流，也就是這個(gè)時(shí)候1EDF5673K在抽取IGO60R070D1控制端的電荷，其峰值電流接近-500mA,這是為了保證管子可靠的關(guān)斷，避免于互補(bǔ)管在開通瞬間出現(xiàn)直通。其驅(qū)動(dòng)峰值電流不到300mA，對(duì)于僅需要不到20mA就可以完全導(dǎo)通的IGO60R070D1來說，300mA的驅(qū)動(dòng)電流已經(jīng)非常大了，能實(shí)現(xiàn)更快的開通速率。總結(jié)：    CoolGaN?將成為實(shí)現(xiàn)更高頻率、更高效率、更高功率密度電源的黑科技，其優(yōu)良的特性，包括無寄生體二極管、無反向恢復(fù)、可以雙向?qū)ǎ梢詫?shí)現(xiàn)更多完美的拓?fù)湟约案哳l和高效的電源設(shè)計(jì)。還具備更好的抗干擾性能和更低的開關(guān)損耗。配合英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動(dòng)1EDF5673K可以大大的簡化設(shè)計(jì)。
        從帖子中學(xué)習(xí)加深了對(duì)GaN的了解，GaN比以往硅MOS提升了開關(guān)速度、效率和更高功率密度，因?yàn)楣逃械妮^低柵極和輸出電容可實(shí)現(xiàn)以 MHz的開關(guān)頻率運(yùn)行，同時(shí)降低柵極和開關(guān)損耗，從而提高效率。GaN 不需要體二極管，因而消除了反向恢復(fù)損耗，并進(jìn)一步提高了效率、減少了開關(guān)節(jié)點(diǎn)振鈴和 EMI，這種管子在在小型化的產(chǎn)品中有很大優(yōu)勢(shì)，目前GaN價(jià)格還比較高，但應(yīng)該是未來的趨勢(shì)。
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ae10257
LV.5
25
2019-07-23 10:32
在本帖子中更進(jìn)一步了解到氮化鎵的優(yōu)點(diǎn)，在開關(guān)電源方便，GaN可以大大提升了開關(guān)速度、效率和更高功率密度，但是目前 在這個(gè)行業(yè)中用的比較少，價(jià)格比較高，性價(jià)比方便沒有什么優(yōu)勢(shì)。相信產(chǎn)品越來越嚴(yán)格 EMI等測(cè)試要求 會(huì)推動(dòng)GaN市場(chǎng)的發(fā)展。
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zhuxuanwei
LV.4
26
2019-07-23 10:40
英飛凌的cool MOS與普通的MOS管有哪些區(qū)別？它對(duì)提高電源的效率有哪些幫助？怎么通過電源的設(shè)計(jì)值來選擇cool MOS的參數(shù)值？cool MOS對(duì)電源的EMI有哪些方面的提升？
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2019-07-23 10:48
英飛凌的COOL功率元器件有哪些封裝？使用SOP封裝對(duì)散熱有沒有什么要求？在設(shè)計(jì)時(shí)是否需要增加散熱裝置，它的電氣安全距離怎么保證？
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zhushuhao
LV.3
28
2019-07-23 10:56
速度快，頻帶高，與硅等傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料相比，它能夠讓器件在更高的飽和電子遷移率、頻率和電壓下運(yùn)行,英飛凌的功率器件的開關(guān)速度能夠達(dá)到多少？工作開關(guān)頻率最大可以達(dá)到多少？頻率升高對(duì)電源的EMI電路是否有影響。
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zhuguixia
LV.1
29
2019-07-23 11:27
英飛凌的COOL 功率器件有哪些封裝，除開貼片封裝還有哪些封裝，在設(shè)計(jì)時(shí)是否需要增加散熱器件，它的熱阻達(dá)到了多少？
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2019-07-23 11:31
英飛凌的COOL 功率器件有沒有負(fù)電壓的，也就是普通MOS所說的P溝道的MOS，它的開啟電壓需要達(dá)到多少才能導(dǎo)通？導(dǎo)通壓降達(dá)到了多少？
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chenwanchun
LV.1
31
2019-07-23 12:26
功率管的封裝多種多樣，在設(shè)計(jì)時(shí)怎么根據(jù)實(shí)際情況選擇功率管的封裝形式？而且每個(gè)形式的封裝有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？英飛凌的COOL MOS比普通MOS的價(jià)格貴了多少？
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