梅 杨，付 强

(北京市电力节能关键技术协同创新中心，北方工业大学，北京 100144)

1 引言

作为电力电子变换器核心之一的功率半导体器件，其每次更新换代都会使变换器性能得到提升。第三代宽禁带半导体器件以氮化镓(Gallium nitride，GaN)为代表，与传统的Si器件相比更适合工作于高频、高温、高效率环境中，可以极大地减小变换器中磁性元件尺寸，提高功率密度[1-3]。

由于快速GaN 器件所产生的du/dt和di/dt通常是硅器件和碳化硅器件的数倍甚至数十倍，电压电流的上升、下降时间更是低至数ns的量级。如何准确、快速地获得高频工作下的GaN器件开关电流就变得相当困难。此外，由于GaN器件具有极高的开关速度和较小的栅极电压安全裕度，因此对寄生电感非常敏感[4]。而使用传统的分流器测量装置时，引线部分会给主电路增加额外的寄生电感，寄生电感过大会严重影响开关过程，测量结果可能无法准确反映开关特性。随着技术的成熟，GaN器件的开关速度将变得越来越快，体积将变得越来越小，这对开关电流的测量提出了更大的挑战。迄今为止，缺少一种有效的方法来测量快速GaN器件的开关电流[5-7]。

本文提出了一种基于对称印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)结构的GaN器件高带宽电流检测方法。此方法利用分流器原理获得器件电流，不同于文献[8]直接利用同轴分流器测量电流，而是利用磁感应原理设计出的低寄生电感的电流测量方法测量电流。所提出的方法由于其尺寸小和寄生参数小而具有高带宽，保证了对主电路的影响较小，并可获得较为平稳的开关电流。……