TI 的栅极驱动器在输出级采用上拉和下拉结构来驱动功率器件。 上拉结构提供拉电流以开启功率器件、下拉结构提供灌电流以关闭功率器件。 传统的栅极驱动器通过单个输出引脚提供拉电流和灌电流；但是、某些栅极驱动器具有分离输出、这些输出具有用于拉电流和灌电流的单独引脚。 拉电流采用"开通"路径、灌电流采用"关断路径"。 图1 展示了具有单个输出的栅极驱动器的输出级、而 图2 显示了具有分离输出的栅极驱动器的输出级。
图1：具有单输出的栅极驱动器输出级
图2：具有分离输出的栅极驱动器输出级
对于功率器件、上升时间、下降时间以及导通和关断延迟通常是不同的。 栅极电阻用于控制这些特性。 关断路径上的较低栅极电阻可实现更快的关断速度、还有助于防止由快速开关和米勒电流引起的误导通。 同样、导通路径上较低的栅极电阻可以实现更快的导通、从而减少开关损耗。 调整栅极电阻时、需要仔细考虑系统设计和行为。
具有单个输出的栅极驱动器可使用与栅极电阻器并联的二极管单独调整导通和关断路径。 图3 显示了用于加快关断速度的二极管 D1的方向。 当栅极驱动器拉取电流时、二极管阻止电流在路径中流动、且没有电阻。 这使得拉电流仅流经电阻 R1、从而形成导通栅极电阻2.2Ω。 当栅极驱动器灌入电流时、二极管允许电流流动、理想情况下会降低到0Ω 的关断栅极电阻。 可以将一个电阻器与二极管串联、以根据需要调整关断路径。 要加快开通速度、只需反转二极管方向即可。
图3：在具有单输出的栅极驱动器中使用二极管加快关断速度
具有分离输出的栅极驱动器带来了在没有二极管的情况下分别控制导通和关断路径的优势。 移除二极管可以节省 PCB 空间、从而实现更好的布局、并消除二极管附带的寄生效应、这两者在 GaN 等快速开关应用中都很重要。 物料清单成本也得以降低。 图4 显示了如何使用具有分离输出的栅极驱动器实现与导通相比更快的关断速度。
图4：使用具有分离输出的栅极驱动器
在某些情况下、 栅极驱动器 IC 不包含分离输出可能是有益的。 分离输出占用 IC 封装中的两个引脚、这可能需要去除栅极驱动器的其他功能以保持相同的封装尺寸。 否则、较大的封装可能会占用更多 PCB 空间、降低功率密度和成本。
