您好！
我正在使用 UCC27611驱动 GaN FET (EPC2204)。 我的电流设计中的上升和下降时间与数据表中的时间不匹配。
我确实得到了5ns 的下降时间、但是上升时间 大约为20ns。 我需要<10ns 的上升时间才能使我的应用正常工作。 我已经尝试将栅极电阻器降低至0欧姆、但遗憾的是、20ns 上升时间仍然是我看到的最佳选择。
我使用5V 的 VDD 为 UCC27611供电。 我怀疑这可能是导致上升时间缓慢的问题。 对于列出的大多数规格、数据表似乎使用了 VDD 12V。 VDD 是否对上升和下降时间有影响？ UCC27611是否有详细说明 VDD 与上升/下降时间的图或任何额外数据？
在 我重新设计电路之前、我想确认将 VDD 升高到12V 或更高会将上升时间缩短到<10ns。
谢谢！
尊敬的 Ben：
对于我们的许多驱动器、上升和下降时间在很大程度上取决于 VDD。 对于此操作、驱动器级由 Vref 供电、该器件应在有效 VDD 范围内稳定地为5V。 因此、根据 VDD、差异可能不会很大。 您是否有输出波形的示波器捕获？ 这将更容易确定根本原因。 有一件事可能具有挑战性、那就是开通环路远大于关断环路：
绿色表示关断、红色表示导通。 因此、Vref 电路的布局需要具有低电感、否则上升时间会更长。 Vref 电容器的内部阻抗会发挥很大的作用。 此外、如果存在 GND 提升/电感、示波器测量可能会使上升时间看起来更长。 值得尝试的一件事是将5V 电源直接连接到 Vref 以绕过 LDO。 在使用5V VDD 时、Vref 电压会略低于5V。
谢谢。
A·M·
感谢 Alex！
由于驱动器级由 Vref 供电、因此了解 UCC27611的上升和下降时间不应受到更高 VDD 的影响是非常有用的。 我目前没有要发布的波形、但明天可以提供一个波形。 我一直使用接地弹簧附件而不是标准香蕉夹来尽可能降低示波器探头的电感。
正如您在下面的布局中看到的、开环肯定比关环更长。 我将尝试通过短接 OUTH 和 OUTL 引脚并 移除较远的栅极电阻器来缩短导通环路。
我还将尝试短接 Vref 和 VDD 以绕过 LDO。 有趣的是、您建议 EPC (GaN FET 提供商)在将5V VDD 与 UCC27611配合使用以用于其激光驱动器 EVM 时也这样做。 我不知道他们为什么这样做,但现在它是有道理的。
希望这两项更改能够修复较慢的上升时间。 我会报告。
我短接了 VDD 和 Vref、结果有所帮助。 现在、我在10ns 内实现了干净的峰间上升和下降。
我认为、最终 我 遇到的上升速度较慢的问题不是 UCC27611驱动器的故障、而是与我要使用的 GaN FET 的选择相关。 遗憾的是、我仍然看到 GaN FET 的导通时间较慢(20ns)。 关断时间约为5ns、非常好。
我之前一直使用 CSD17313Q2 MOSFET 来满足我的开关需求(最高25MHz)、但需要更高30V 的 Vds、因此 GaN FET 可以计算在内。 我当前使用的 GaN FET 具有比 CSD17313Q2高两倍以上的栅极电荷(5.7nC 与2.1nC)。 我想、如果我找到与 CSD17313Q2 (2.1nC 或更低)同等具有更低栅极电荷的 GaN FET、我应该能够缩短上升时间并向上切换至25MHz、就像我与 CSD17313Q2一样。 你认为我的想法是在正确的道路上吗?
谢谢！
Ben、您好！
我觉得这个问题不一定是栅极电荷造成的、而是其他电荷造成的。 不过、这两者是相关的。
这里是两个 FET 的寄生电容。 GaN FET 的 Coss 在 VDS 范围内明显更高。 这些 VDS 在不同的 FET 电压和负载下确定其寄生效应、因此很难进行简单的比较。 我认为这可能是个问题、但针对如此短的上升/下降时间进行设计极具挑战性、因此我可能忽略了一些内容。
最后、第二幅图中的该波形是 GaN FET 的 VDS 吗？ 如果是、那么接通栅极会使 VDS 变为低电平、而关断则会使 VDS 变为高电平。 下面是使用两个 Coss 的仿真、其中仅更改 FET：
考虑到 I = C * dv/dt、上升时间(dv/dt)将取决于 IDS/IDS Coss。 红色波形具有大约1pF 的、而蓝色波形具有300pF 的 Coss。 在此处导致问题的另一个因素是电流取决于 VDS、因此会随 VDS 而降低。
谢谢。
A·M·
尊敬的 Alex：
感谢您的帮助。 抱歉我不清楚第二张图片是什么。 是的、这是 EPC2204 FET 的 VDS 波形。 我正在使用恒定电流(3A)电源在并联 FET 配置中调制 LED。 当 FET 打开时、LED 会分流、VDS 处于低电平。 当 FET 关闭时、LED 亮起、VDS 为高电平。
根据您所指出的内容、我将切换到 EPC2214 GaN FET。 Coss 与 CSD17313Q2更接近、 是 Coss 最低的 GaN FET EPC、满足了我的其余规格、因此希望它可以正常工作！
