1. 前言

眾所周知，GaN 功率器件具有傳統(tǒng)功率器件無可比擬的性能優(yōu)勢，如大幅提升的開關(guān)速度和顯著降低的開關(guān)損耗，從而提供更優(yōu)的整體效率，這使得GaN器件在高頻、高效率的應(yīng)用中展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。我們的應(yīng)用指導(dǎo)將幫助客戶更好地使用云鎵的 GaN 器件，更大限度去挖掘云鎵的 GaN 器件的能力。本次發(fā)布云鎵應(yīng)用手冊第五彈:GaN FET SPICE model & simulation，讓我們的客戶更好地利用仿真軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

2. 基本介紹

云鎵針對(duì)公司自主研發(fā)的 GaN 產(chǎn)品，可以提供 L1 和 L2 模型。

L1 模型只包含器件的基本行為級(jí)特性，可以實(shí)現(xiàn)快速仿真以及較好的收斂性?？蛻暨€可以通過在 SPICE 仿真軟件中，設(shè)定固定結(jié)溫 Tj 來快速評(píng)估器件的變溫行為。

L2 模型在 L1 的基礎(chǔ)上，額外增加了 RC 熱阻網(wǎng)絡(luò)以及雜散電感。使用 L2 模型，客戶可以評(píng)估由于功耗產(chǎn)生的自熱效應(yīng)對(duì)于系統(tǒng)的影響。使用 L2 模型，可以有效地評(píng)估器件的系統(tǒng)級(jí)表現(xiàn)（溫升，熱響應(yīng)，效率等）。

如下是云鎵 SPICE model 使用的子電路模型以及熱阻 RC 網(wǎng)絡(luò)，詳細(xì)介紹可以登錄云鎵官網(wǎng)下載模型介紹文檔。

3. 仿真實(shí)例

本應(yīng)用指導(dǎo)以 GaN switching loss 作為實(shí)例講解。使用云鎵 650V/30mR TOLL 器件 CG65030TAD (典型內(nèi)阻 25mR)，以半橋電路作為簡單演示。示例中包含了電路設(shè)計(jì)中的雜散電感因素。

400V/30A 開關(guān)條件下的仿真波形以及開關(guān)瞬態(tài)的放大波形圖如下：

在 LT-SPICE 仿真軟件中，客戶可以對(duì)開關(guān)瞬態(tài)波形進(jìn)行積分，從而得到 Eon 和 Eoff 等損耗參數(shù)，如下所示：

客戶也可以改變雙脈沖電路參數(shù)，得到不同負(fù)載電流下器件的開關(guān)損耗，如下示例所示：