用于GaN半桥驱动器的高速电平移位电路

设计了一种GaN半桥驱动器高性能电平移位电路,一方面采用短脉冲控制的高速镜像噪声电流与噪声电流相互抵消的方法消除共模噪声,另一方面采用脉冲宽度调制(PWM)控制的正反馈互锁电路,该电路不含RC滤波,用来消除由于工艺偏差造成的差模噪声,以保证输出信号稳定。抗负压电路采用降压电平移位电路实时监测高侧电压浮动状态并反馈回自举充电回路,使充电时间避开负压时间。在0.18μm 85 V BCD工艺下完成设计,工作频率达到5 MHz,上升时间为4.1 ns,下降时间为3.8 ns,满足高频GaN栅驱动应用需求。     

一种基于BCD工艺的高速低功耗电平位移电路

提出了一种基于0.25 μm BCD工艺、适用于高压降压型DC-DC转换器的新型电平位移电路.该电路使用了耐压60 V的高压DMOS器件(HVNMOS、HVPMOS)、耐压5V的低压CMOS器件(LVNMOS、LVPMOS),以及耐压5V的三极管器件(BJT).分析了降压型DC-DC转换器对电平位移电路的特殊要求;基于对两种常见电平位移电路的分析,提出了一种新型的电平位移电路.电路仿真结果显示,与之前的电路相比,新型电路结构具有响应快速、功耗低、输出电平精确、可靠性高等优点.     

浅析MOSFET高速驱动器电路设计

通过对MOSFET转换过程的分析，得出高速转换过程对驱动电路的要求。通过对转换过程中功率损耗的计算和驱动电流计算的注意事项，得出了在设计高速驱动MOSFET电路过程中的要点。这对用开关电源设计MOSFET的高速驱动电路有参考价值。     

一种高速高可靠性低功耗的电平位移电路

为了满足MHz以上频率的GaN半桥栅驱动系统的应用需求,提出了一种高速高可靠性低功耗的低FOM电平位移电路。串联可控正反馈电平位移电路通过仅在转换过程中减弱正反馈力度,实现了低传输延迟和高共模噪声抗扰能力,同时采用最小短脉冲电路设计以降低功耗。该电平位移电路基于0.5 μm 80 V高压(HV) CMOS工艺进行设计与仿真验证,结果表明,电路具有960 ps的传输延时、50 V/ns的共模噪声抗扰能力和0.024 ns/(μm·V)的FOM值。     

一种应用于高压电机驱动的电平移位电路

针对传统电平移位电路输出电压范围不理想和不稳定的缺点,设计了一种具有高稳定性、低功耗的两级电平移位电路。该电路第一级采用固定偏置电流结构,消除NMOS与PMOS电学参数的依赖性并提高稳定性。通过引入扩宽输出电压范围的第二级电路结构,为高端PMOS提供可靠的栅驱动电压。仿真结果表明,所设计的电平移位电路实现了低压转高压功能,且输出范围满足高边栅驱动要求。该电路能较好地应用于高压电机驱动电路,实现单极性和双极性两种驱动控制。     

GaN HEMT栅驱动技术研究进展

GaNHEMT器件由于其击穿场强高、导通电阻低等优越的性能,在高效、高频功率转换领域中有着广泛的应用前景.栅驱动芯片对于GaN HEMT器件应用起着至关重要的作用.介绍了GaN HEMT器件特性和驱动要求,对其栅驱动芯片的典型架构和每种芯片架构各自的关键实现技术研究现状进行了综述.同时介绍了GaN基单片集成功率IC的发...     

一种抗负压和抗共模噪声的全集成GaN电平位移电路

设计了一种基于全集成GaN工艺平台,具有抗负压、抗共模噪声的电平位移电路。相较于传统的电平位移电路,通过电路设计将驱动部分的低电压域同高侧部分电路的低电压域保持一致,实现了抗负压的功能。除此之外,针对半桥驱动开关节点的抬升、下降引起内部电容充放电并导致信号逻辑错误的问题,对高侧部分电路进行设计,实现了抗共模噪声的能力。在200 V GaN工艺下,电平位移电路将0～6 V的输入信号转换至200～206 V。仿真结果表明,该电平位移电路的上升传输延时为4.74 ns,下降传输延时为4.11 ns,抗开关节点负压为-4 V,具有100 V/ns共模噪声抑制能力。     

LDMOS低功耗自恢复电平移位电路设计

设计了一个新型的薄栅氧、低功耗、自恢复的电平移位栅电压控制电路. 在20V工作电压下,n沟道和p沟道LDMOS高压器件的栅源电压Vgs分别保持在±5V. 当一个选址周期结束后,电路能自动复位而不需增加任何复位器件和电路. 该电路为高低压兼容,采用标准0.5μm CMOS-LDMOS兼容工艺制造,可用于OLED显示的驱动控制.     

一种用于功率MOSFET的分段驱动电路设计

为减弱栅极电压过冲振荡,避免功率管在导通和关断过程中对系统以及其他电路产生的电磁干扰,提出了一种新型功率管驱动电路。该电路通过逻辑信号的分段控制,使得被驱动功率管缓慢开启和关断,研究了传统功率驱动电路的模型与工作过程,分析了功率管导通损耗的来源,提出驱动电路的要求,详细阐述了所设计的驱动电路的工作原理与工作过程,整个驱动电路采用0.18μｍ工艺在平台Cadence Spectre仿真并通过PCB板测量实现。理论与仿真结果表明,该设计可以有效达到减弱功率管过冲与振荡的要求,保证系统的稳定。     

LDMOS低功耗自恢复电平移位电路设计

设计了一个新型的薄栅氧、低功耗、自恢复的电平移位栅电压控制电路.在20V工作电压下,n沟道和p沟道LDMOS高压器件的栅源电压Vgs分别保持在±5V.当一个选址周期结束后,电路能自动复位而不需增加任何复位器件和电路.该电路为高低压兼容,采用标准0.5μmCMOS-LDMOS兼容工艺制造,可用于OLED显示的驱动控制.     

一种高速高共模瞬态抗扰度电平位移电路

设计了一种适用于GaN栅驱动的高速、高共模瞬态抗扰度的电平位移电路。电路受PWM信号和短脉冲协同控制,利用短脉冲控制的加速电路提升了电平转换速度。在浮动电源轨高速切换和减幅振荡过程中,电路内部对地寄生电容的充放电会导致输出逻辑错误。针对此问题,采用一种高速、低功耗的交叉控制式噪声屏蔽电路,实现了极高的共模瞬态抗扰度。采用0.35μm高压CMOS工艺进行电路设计。仿真结果表明,在100 V电平转换情况下,该电平位移电路的平均传输延时为1.58 ns,延时失配小于100 ps,共模瞬态抗扰度达到200 V/ns。     

一种高噪声抗扰度电容式电平位移电路

设计了一种适用于GaN半桥栅驱动的高噪声抗扰度的电容式电平位移电路。在浮动电源轨发生dV/dt切换和减幅振荡时,采用去耦开关完全消除了影响输出状态的共模噪声,采用动态开关减小了电路失配引起的差模噪声。利用电容耦合技术实现了高负压容忍度、亚纳秒级延时和低功耗。采用0.18μm高压BCD工艺进行电路设计。仿真结果表明,在50 V电平转换下,该电平位移电路的共模瞬态抗扰度达到200 V/ns, 200 V/ns转换速率下的失配容忍度达到30%,负压容忍度达到-5 V,平均传输延时为0.56 ns。     

基于GaN HEMT工艺的高功率宽带6 bit数字移相器

基于GaN HEMT工艺研制了一款8～12.5 GHz宽带6 bit数字移相器.通过采用优化的宽带拓扑和集总元件,以及在片上集成GaN并行驱动器,提高了移相精度,缩小了芯片的尺寸,减少了控制端数量.测试结果表明,在8～12.5 GHz频带内,全部64个移相状态下,插入损耗小于11 dB,输入回波损耗小于-14 dB,输出回波损耗小于-16 dB,移相均方根误差小于1.8°,幅度变化均方根误差小于0.5 dB.在8 GHz频率下,1 dB压缩点输入功率高达33 dBm.芯片尺寸为5.05 mm×2.00 mm×0.08 mm.     

电平转换电路的NBTI老化分析与容忍设计

电平转换电路是多电压设计中重要的组成部分,用来满足不同电压域间信号的传递。基于32 nm CMOS工艺,在100 ℃下,分析了NBTI老化对传统电平转换电路的影响,并提出应对老化的方案。设计了一种改进的老化容忍的电平转换电路,限制了交叉耦合对的竞争,并采用多阈值技术平衡了功耗与时延。仿真结果表明,与原电路相比,该电路可以在更低的输入电压下正常工作。不同输入电压下,功耗和时延大幅降低。该电路具有很好的老化容忍能力。     

X波段GaN五位数字移相器MMIC的设计

采用0.5μm GaN HEMT工艺设计了X波段五位数字移相器的单片微波集成电路(MMIC),描述了移相器的设计过程,并进行了版图电磁仿真。该移相器采用高低通滤波器型网络和加载线型结构。利用电路匹配技术设计移相器电路的开关结构,将GaN器件的插入损耗从14 dB降至1 dB。版图仿真结果表明,在9.2 GHz~10.2 GHz频带范围内,均方根移相误差小于3.5°,插入损耗典型值为17.4 dB,回波损耗小于-12 dB,版图尺寸为5.0 mm×4.7 mm。     

一种占空比可调的高速电平转换电路

提出一种占空比可调的高速电平转换电路,能够将频率高达1.33 GHz的低电压域信号提升至高电压域输出。在传统电平转换电路的基础上,增加了占空比调节电路,使得电路工作在不同I/O域时,通过调整接入的PMOS管数量来间接调整控制管的宽长比,进而实现占空比可调。增加了快速响应电路,引入首尾相接的反相器组,通过正反馈功能,加速实现电平转换。基于Global Foundry 14 nm CMOS工艺进行电路设计,采用SPECTRE软件进行仿真。仿真结果表明,该电路能够实现从0.9 V核心电压到2.5 V I/O电压的稳定转换,传播延时为225 ps,占空比为49.63%。当高电压域电压变换为1.8 V后,通过占空比调节电路,使占空比仍可保持在50%左右。