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Infineon 群英讲堂 | 如何优化GaN晶体管的 PCB 布局

Infineon 群英讲堂 | 如何优化GaN晶体管的 PCB 布局 增你强
2024-01-12
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导读:英飞凌工程师为您提供了10项优化GaN PCB的建议


自从 40 多年前,第一款开关电源问世以来,PCB 的布局就一直是电力电子设计中不可或缺的一环。无论采用哪种晶体管技术,我们必须理解和管理 PCB 布局产生的寄生阻抗,确保电路正确、可靠地运行,而且不会引起不必要的电磁干扰(EMI)。


尽管现代的宽禁带功率半导体不像早期的硅技术那样,存在严重的反向恢复问题,但其较快的开关转换,会导致其换向 dv/dt 和 di/dt 比前代硅技术更加极端。应用说明对 PCB 布局提供的建议通常是“尽量减小寄生电感”,但实现这一点的最佳方法并不总是清晰明确。此外,并非所有导电路径都需要有尽可能低的电感:例如,与电感器的互连——显然该路径中已经存在电感。


当然,尽可能降低所有互连电感,并同时消除 PCB 上的所有节点到节点的电容是不可能的。因此,成功的PCB 布局的关键在于,理解在开关电子器件中,哪些地方的阻抗是真正重要的,以及如何减轻这种不可避免的阻抗带来的不良后果。


为此,我们的英飞凌工程师为您列出了10项优化GaN PCB的建议:

  1. 考虑晶体管开关时电流将流向何处


  2. 布局电感可能在电路的某些部分很重要,但在其他部分并不重要


  3. 利用薄介质的 PCB 层对,将布局电感最小化


  4. 避免偏离 “上/下同路”,造成横向循环


  5. 任何 SMT 封装的封装电感不一定是固定值


  6. 使用顶部冷却的 SMT 封装,独立优化电气和热路径


  7. 在栅极驱动电路的回流路径中使用平板


  8. 防止容性电流


  9. 使接地参考电路远离高压侧栅极驱动电路


  10. 保持开关节点紧凑


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如何通过高性能GaN技术获得更优性能?



GaN 晶体管的快速开关能力使得 PCB 布局更具挑战性。想知道在专家给出的优化建议之后,下一步该如何考虑?

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增你强股份有限公司为台湾半导体零组件通路商的早期先驱之一,营运据点以大中华地区为主。 代理销售产品与服务产业横跨电源供应、网络通讯、消费性电子、工业电子、 汽车电子、AIoT智能物联网、手持装置、信息科技、零售通路等多元领域。
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