氮化镓场效应晶体管可以并联使用吗?
简单来说是可以的。可是,因为氮化镓场效应晶体管具有更高开关速度的性能,源极电感和栅极电感比MOSFET更重要。并联氮化镓场效应晶体管有可能要求调整栅极电路以降低开关速度,并确保器件在抗扰度极限范围内可以正常工作。开关速度的调整可以通过改变栅极驱动器中的导通和关断电阻值得以实现。
当增加并联器件数量时,氮化镓场效应晶体管的快速开关性能相比版图的影响将变得没有这么重要。
我们在前面的本章中定义一个开关并联影响因子(PIF),并以此量化预测基于并联场效应晶体管数量相对于采用单个等效晶体管的转换器性能。增加并联场效应晶体管的数量会减慢开关速度,从而降低性能。减低开关速度将增加转换器的开关损耗,并联场效应晶体管所得的好处是以更小。在并联两个氮化镓场效应晶体管时,相对于等效单个场效应晶体管,利用设计可以避免性能受到影响。如果并联两个以上器件的话,可以预期开关损耗将增加。
降压转换器、全桥隔离式转换器、反激式及正激式转换器这四个拓扑在现今的电源转换应用中涵盖直流-直流电源转换的大部分领域。我们可以看到,在每一个领域里,与基于先进 MOSFET器件的电源转换器相比,氮化镓场效应晶体管肯定可以改进转换器的效率和功率密度。
并联氮化镓场效应晶体管设计指南
基于试验结果及学习得到的设计指导方针,我们可以得出以下一系列的通用设计规则:
1. 在设计中,我们要尽可能把器件之间的源极电感保持到最小。利用短而宽的走线结构可实现这个目标。我们不能将这个电感与单个器件的共源电感相混淆。
2. 所有栅极需要保持非常紧密的连接。栅极连接之间的“间隔”距离越小,共源电感就越小。
3. 要尽可能保持最小栅极源阻抗,特别是电感。由于棚极连接一般是长而窄的走线,因此难于实现这个目标。因为走线宽度一般受限,设计时尽可能从栅极驱动器出口保持最短栅极走线。
4. 漏极电感相对源极电感可能会有所增加。漏极电感可能有助系统在更宽范围的工作条件下保持稳定。太大的电感也是有害的。这意味着在设计版图时,一组开关可以稍微分散一点,以留空间给通孔间距。
5. 通过增加栅极驱动器源极电阻,可以减少开关事件的dv/dt,这有助于抑制在柵极环路中可能发生的振荡-这种振荡可能产生超出最大可允许的栅极电压。
6. 增加栅极关断电阻有助于控制栅极电路。在导通情况下,关断器件可能在开关事件中引起振荡。在关断时,栅极可能形成负或正的振铃现象,而正的振铃现象可能导致不期望的导通。