ZHCSKQ1C May 2019 – December 2024 LMG1025-Q1
PRODUCTION DATA
为了获得最佳开关性能和寄生效应最低的栅极环路,建议将 LMG1025-Q1 的接地回路引脚以低电感的方式,尽可能近地连接到低侧 FET 的源极。但是,这样会导致 LMG1025-Q1 的接地相对于系统或控制器接地发生反弹,并导致输入端开关逻辑错误,从而导致输出端发生误导通/关断。
首先,LMG1025-Q1 在输入缓冲器中内置了输入迟滞,有助于抵消这种影响。方程式 1 中给出了为防止输入电压瞬态超过输入迟滞而允许的最大 di/dt

其中
假设分流电阻寄生电感为 0.5nH,最小迟滞为 0.5V,则最大压摆率为 1A/ns。许多应用会表现出较高的电流压摆率,范围高达 10A/ns,而这会使得该方法不切实际。通过将 IN– 输入用于 PWM 信号,并将 IN+ 本地连接到 VDD,可以提高该方法的稳定性。通过使用反相输入,施加到输入引脚的瞬态电压会增强正反馈环路中的 PWM 信号。虽然此方法会降低发生假脉冲或振荡的可能性,但高 di/dt 导致的瞬态峰值可能会对 LMG1025-Q1 的输入造成过度应力。为了限制器件中过多的电流峰值,可以在 IN– 输入前面紧靠其放置一个 100Ω 限流电阻。
其次,对于中度接地反弹的情况,可以使用一个与输入串联的简单电阻,构建一个简易的 R-C 滤波器。通过利用 LMG1025-Q1 的输入电容,该电阻可以靠近其输入引脚。在输入端添加一个小电容器作为补充也可能有所帮助。R-C 滤波器的一个小时间常数可能便足以滤除高频噪声。在可以接受额外延迟且脉冲宽度不是极短的应用中,比如处于 1ns 范围内,该解决方案对于中度情况来说是可以接受的。
对于比较极端的情况,或者在无法容忍延迟而脉冲宽度极短的情况下,使用共模扼流圈可实现最佳结果。
有一个接地反弹问题特别棘手的示例应用,那就是使用电流检测电阻时。在图 7-2 中,LMG1025-Q1 接地连接到 GaN FET 的源极,而控制器接地则连接到电流检测电阻的另一侧,如图 7-2 所示。由于快速开关和极快的电流压摆率,由检测电阻的电感引起的高接地电位反弹可能会中断电路运行,甚至损坏器件。为避免此问题,可分别对 IN+ 和 IN– 使用共模扼流圈。根据输入信号脉冲宽度,还可以向 LMG1025-Q1 前面的信号输出线路添加电阻,以提供额外的 RC 滤波能力。图 7-4 显示了搭配使用方法 A 和首选滤波方法的原理图。如图 7-3 所示,方法 B 是将电流检测电阻放置在栅极驱动环路路径之内。在这种情况下,LMG1025-Q1 GND 引脚连接到信号地,由于接地平面连接良好,接地反弹问题可能不如方法 A 严重。但是,电流检测电阻的电感会给栅极驱动环路增加共源电感。该寄生电感上产生的电压将从 FET 的栅极驱动电压中减去,从而减慢 FET 的导通和关断 di/dt,甚至导致误导通和关断。为确保环路稳定、无振铃,必须添加额外的栅极电阻。较慢的上升速度可能会抵消 GaN FET 快速开关的优势,还可能导致电路中发生额外损耗。因此,通常不推荐此方法。
图 7-2 源极电阻电流检测 A 配置
图 7-3 源极电阻电流检测 B 配置
图 7-4 使用 LMG1025-Q1 时用来处理接地反弹噪声的滤波