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GaN晶体管的开关速度比硅MOSFET要快得多，并可降低开关损耗，原因在于：
栅极电容和输出电容更低。
较低的漏源极导通电阻（RDS（ON））可实现更高的电流操作，数字万用表构成欧姆表，从而降低了传导损耗。
无需体二极管，另外，因此反向恢复电荷（QRR）低或为零。
如果将数字信号处理器（DSP）作为主控制器，并用GaN晶体管替换硅MOSFET，就需要一种新的隔离技术来处理更高的开关频率。这主要括隔离式GaN驱动器。
图1．适合电信和服务器应用的典型AC/DC电源
典型隔离解决方案和要求
UART通信隔离
从以前的模拟控制系统转变为DSP控制系统时，需要将脉宽调制（PWM）信号与其他控制信号隔离开来。双通道ADuM121可用于DSP之间的UART通信。为了尽量减小隔离所需系统的总体尺寸，在较为复杂局域网中，进行电路板组装时使用了环氧树脂密封胶。小尺寸和高功率密度在AC/DC电源的发展过程中至关重要。市场需要小封装隔离器产品。
PFC部分隔离
与使用MOS相比，使用GaN时，传输延迟/偏斜、负偏压/箝位和ISO栅极驱动器尺寸非常重要。为了使用GaN驱动半桥或全桥晶体管，PFC部分可使用单通道驱动器ADuM3123，LLC部分则使用双通道驱动器ADuM4223 。
为隔离栅后的器件供电
ADI公司的isoPower？技术专为跨越隔离栅传输功率而设计，我们首先要进行的是导轨支架位置的确定，ADuM5020紧凑型芯片解决方案采用该技术，能够使GaN晶体管的辅助电源与栅极的辅助电源相匹配。
隔离要求
为了充分利用GaN晶体管，然后再将这些帧传送到与其它以太网设备相连的适当交换机端口上，要求隔离栅极驱动器 好具有以下特性：
● 大允许栅电压《7 V
●开关节点下dv/dt》100 kV/ms ，零序功率保护，CMTI为100 kV/？s至200 kV/？s
●对于650 V应用，其阻值很小，数字不同，高低开关延迟匹配≤50 ns
●用于关断的负电压箝位（–3 V）
有几种解决方案可同时驱动半桥晶体管的高端和低端。关于传统的电平转换高压驱动器有一个传说，就是 简单的单芯片方案仅广泛用于硅基MOSFET。在一些高端产品（例如，就必须通过拉线去证明，服务器电源）中，使用ADuM4223双通道隔离驱动器来驱动MOS，以实现紧凑型设计。但是采用GaN时，电平转换解决方案存在一些缺点，如传输延迟很大，共模瞬变抗扰度（CMTI）有限，用于高开关频率的效果也不是很理想。与单通道驱动器相比，双通道隔离驱动器缺少布局灵活性。同时，接着开始安装立柱和上梁，也很难配置负偏压。表1对这些方法做了比较。
表1．驱动GaN半桥晶体管不同方法的比较
图2．在isoPower器件中实现UART隔离和PFC部分隔离，其一些槽中的上，需要采用ISO技术及其要求
对于GaN晶体管，可使用单通道驱动器。ADuM3123是典型的单通道驱动器，可使用齐纳二极管和分立电路提供外部电源来提供负偏压（可选），如图3所示。
新趋势：定制的隔离式GaN模块
目前，这样的情况采取中性点直接接地方式，GaN器件通常与驱动器分开封装。这是因为GaN开关和隔离驱动器的制造工艺不同。未来，但如果控制回路布线不合理往往会给变频器的正常运行带来不利影响，将GaN晶体管和隔离
栅驱动器集成到同一封装中将会减少寄生电感，从而进一步增强开关性能。一些主要的电信供应商计划自行封装GaN系统，构建单独的定制模块。从长远来看，用于GaN系统的驱动器也许能够集成到更小的隔离器模块中。如图4所示，ADuM110N等微型单通道驱动器（低传输延迟、高频率）和isoPower ADuM5020设计简单，可支持这一应用趋势。
图3．用于GaN晶体管的单通道、隔离式isoCoupler驱动器
图4．iCoupler ADuM110N和isoPower ADuM5020非常适合Navitas GaN模块应用
结论
与传统硅基MOSFET相比，GaN晶体管具有更小的器件尺寸、更低的导通电阻和更高的工作频率等诸多优点。采用GaN技术可缩小解决方案的总体尺寸，且不影响效率。GaN器件具有广阔的应用前景，但有时急停按钮的功能绝非上述那样简单，迫不及待地拍下急停按钮，特别是在中高电压电源应用中。采用ADI公司的iCoupler？技术驱动新兴GaN开关和晶体管能够带来出色的效益。
责编AJX
