在双面板焊接eGaN FET版图的考虑因素

  某些情况下,一个转换器需要并联多个场效应晶体管,这样必需在双面板上焊接多个器件,以满足设计要求,其中一个方法是把四层板分配加倍变成八层的多层板设计,此外,在顶层配置的开关应装配在电路板的顶层及底层的同一个位置。非常吸引的做法是把所有高侧开关放置在电路板的上面,而低侧开关放在板的底部。这将是一个很难让电流通过的版图,并需要配置多个穿孔以提供电源层的“Swiss cheese"才可以负载高电流。
 
  图1针对一个并联了多个eGaN FET设计所建议的版图,其去稠电容器需要放置在场效应晶体管群旁边。虽然并联了八个场效应晶体管,版图仍然可以让所有栅极紧密地聚集在一起,使场效应晶体管之间具最低的电感值。
建议的含多个eGaN FET版图,并把eGaN FET放置在电路板的两面 
图1 建议的含多个eGaN FET版图,并把eGaN FET放置在电路板的两面。
 
  通孔的考虑因素
  要实现最佳解决方案,版图设计所使用的通孔的位置、种类及尺寸是非常重要的。所选择的通孔将最终控制开关电路版图的整体体积。当在低压应用中使用LGA封装的氮化镓器件时于,我们通常使用通孔的直径是6密耳(152微米),而孔环的直径是8密耳(203微米)。当电路板是使用两安士的铜,以上的尺寸是大部分印刷电路板生产商可接受的最高限制。
 
  我们推荐通孔交错排列,如图2所示,以避免电路板发生裂开的情况。另外的一个办法,但会增加成本的是要求印刷电路板制造商把电路板旋转,使纤维结晶相对于板的边缘呈45度角度。
在场效应晶体管的两面使用交错排列的通孔 
图2 在场效应晶体管的两面使用交错排列的通孔。
 
  为确保电流可以从两个方向从器件流向印刷电路板,我们把通孔放置在器件的两侧,如图2所示。这有助减小传导电感。
 
  通过设计解耦输出电流
  另外的一个方法使感应电压进一步不与栅极电路耦合,就是设计版图时,输出功率电路相对器件之间的电路呈直角角度。这是个有效的方法分隔共源电感及器件之间的源极电感。图3显示了以上技术的一个例子,输出电流方向垂直于并联场效应晶体管之间的电感电路。
使用输出功率电路相对器件之间的电路呈直角角度的准则,解耦共源电感与器件间电感 
图3 使用输出功率电路相对器件之间的电路呈直角角度的准则,解耦共源电感与器件间电感。
 

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