林志杰，董纪清

(福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 350108)

1 引言

随着现代电力电子技术朝着高效、高频及高功率密度方向发展，对功率半导体的性能也提出了更高的要求，20世纪90年代后期以来，碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)宽禁带材料迅速发展，也使得新一代的开关器件应孕而生。

目前，效率和功率密度是电力输送系统的两大要素，LLC谐振变换器由于具有零至满负荷范围内的零电压开关能力和同步整流装置的零电流开关等优点，是下一代高功率密度、高效率dc-dc的理想转换器。高开关频率引入提高了功率密度，然而开关损耗也很高。新兴的GaN器件为减小开关损耗提供可能[1]。开关器件的驱动正常可靠工作是功率变换器能正常工作的基础，GaN器件的栅源极相对于Si器件更加脆弱，因此关注其驱动电路的设计尤为重要。

本文对GaN器件特性进行介绍，并与普通Si器件的特性进行对比分析，之后基于理想的驱动电路模型建立考虑线路电感后的驱动电路模型，并设计合理的驱动回路布线。

2 GaN晶体管的特性

与Si MOSFET相似，GaN晶体管可分为增强型和耗尽型器件，最早出现的GaN晶体管为耗尽型，耗尽型器件为常通型器件，不加驱动电压的情况下开关管是导通的，需要在栅源极加上负压时才会关断，因此在实际工程应用时容易出现直通等问题，限制了耗尽型器件在功率变换器领域的发展[2]。本文采用的是增强型GaN器件。表1将能力相近的单体增强型GaN HEMT和增强型Si MOSFET进行对比，分别为GaN System公司的GS61008P和英飞凌公司的BSC105N10LSF，前者为单体增强型GaN HEMT，后者为增强型Si MOSFET。……