如何使用氮化镓：氮化镓场效应晶体管的驱动器和版图的考虑因素

图4： 传统印刷电路板设计配以氮化镓场效应晶体管(eGaN FET)a) 横向功率环路的顶视图 b)直向功率环路的侧视图

要改善性能，可通过发挥传统横向及直向设计的强项及压抑其弱项。宜普公司开发了优化后的版图：我们把印刷电路板的寄生电感减至最低。从图5a的侧面图可看到，使用多层印刷电路板结构并配以low profile 自取消(self-cancelling)环路。这个设计使用内部第一层作为功率环路回路路径，这个路径处于在顶层的功率环路的正下方，容许具有最小物理尺寸的环路与具磁场的自取消环路合成。

图5： 1)含氮化镓场效应晶体管的最佳功率环路的侧视图 2)含氮化镓场效应晶体管最佳设计与含MOSFET器件最佳设计的效率的比较(VIN=12 V, VOUT=1.2 V, Fs=1 MHz, L=300 nH, eGaN FET: T: EPC2015 SR: EPC2015, MOSFET: T: BSZ097N04LSG SR: BSZ040N04LSG)

使用最佳功率环路，相比传统最优印刷电路板版图，高频环路电感可减少达40%即低于0.4 nH值，这相等于性能得以提升。图5b展示了使用最佳版图，对内含40 V硅MOSFET器件与含40 V氮化镓场效应晶体管的降压转换器的效率作出比较。我们可以看到，基于氮化镓场效应晶体管的设计可提高效率超过3%。由于最佳版图大大减少高频环路电感，因此与含40 V硅MOSFET的基准设计比较，含氮化镓器件的设计可增快开关速度达500%及减少过冲电压达40%。

图6： 含氮化镓场效应晶体管的最佳设计与含MOSFET器件的最佳设计的开关节点波形图(VIN=12 V, VOUT=1.2 V, IOUT=20 A, Fs=1 MHz, L=300 nH, eGaN FET: T: EPC2015 SR: EPC2015, MOSFET: T: BSZ097N04LSG SR: BSZ040N04LSG)

总结

具备高性能的氮化镓场效应晶体管可实现传统硅MOSFET技术所不能实现的潜力--在更高频及更高效下开关。由于氮化镓场效应晶体管改善了品质因数及使用具有低寄生电感的封装，因此需要一个具低寄生电感的印刷电路板版图以全面发挥器件的性能。宜普电源转换公司开发了最佳版图，进一步增强氮化镓场效应晶体管在技术方面的优势并在效率方面实现额外的增益，以及具备可在更高电压下工作的性能。

EPC9107演示板使用28 V输入电压的降压转换器并配以最佳版图，有兴趣可联系Digi-Key及详情请浏览以下的网站：www.epc-co.com.cn 。