Other Parts Discussed in Thread: UCC27301A, UCC27734, UCC27624, UCC27735
器件型号: UCC27735-Q1
主题中讨论的其他器件: UCC27624、 UCC27735、UCC27301A 、UCC27734
栅极驱动器的基本原理第 6 节介绍了如何使用交流耦合来生成负栅极电压。 SiC FET 和 GaN FET 等宽带隙器件通常受益于负偏置、因为它可以提高 FET 对米勒导通效应的抗扰度(dV/dt 抗扰度)。 负关断电压可确保尽管存在米勒注入、栅极电压不会超过 VTH、如下所示。

该图显示了负关断电压如何使米勒噪声保持在 VTH 以下

使用交流耦合和齐纳二极管进行电平转换
上述电路是使用隔离式 DC/DC 转换器、电荷泵或反相降压/升压转换器实现负偏置的低成本替代方案。 该电路的工作原理是在 VGS 上使用齐纳二极管、在导通期间将 CN 充电至 VDD - VZ。 然后、在关断状态下、另一个串联二极管可防止 CN 放电、并在 VGS 上保持负电压。 本质上、CN 电平通过 (VDD–VZ) 将 OUT 电压从 0 VDD 降低。 下面是一些基本公式:
以下是一个使用 UCC27624 和 18V 齐纳二极管的示例系统:

工作台上使用的系统原理图

显示启动行为的 50%占空比脉冲序列

稳定状态下的占空比为 1%
该电路无法将 VGS 负极保持在直流状态、但如果元件尺寸正确、它可以将 VGS 负极保持数百 µs μ s 甚至数毫秒。 只要满足为 CN 电容器充电的最短导通时间、负电压就不依赖于占空比。 串联电容器应比 CGS 大大约 100 倍、以更大限度地减小纹波并将负偏置保持更长的关断时间。
该电路使 UCC27624、UCC27735 或 UCC21550A 等标准栅极驱动器能够通过负偏置驱动 SiC FET。 此外、该电路使具有>5V UVLO 的驱动器(例如 UCC27301A 或 UCC27734)能够通过负偏置驱动 GaN FET。