Презентация о том, как правильно располагать GAN-полевые транзисторы для высоковольтного импульсн...

В этом видео представлена ​​моя презентация в Сан-Антонио, где я рассказал о своей работе по созданию радиационно-стойкого высоковольтного импульсного генератора на основе многослойных GaN-транзисторов. В этом докладе я подробно рассказываю об основных технических проблемах, с которыми я столкнулся при попытке последовательного соединения нескольких GaN-устройств для достижения быстрого переключения высокого напряжения (порядка ~1,5 кВ с нарастанием в наносекундном масштабе). Хотя GaN-транзисторы обеспечивают превосходные характеристики переключения, их многослойное соединение создает ряд нетривиальных проблем проектирования, которые необходимо тщательно решить для обеспечения надежной и сбалансированной работы. Основные темы, затронутые в презентации, включают: Динамическое распределение напряжения между шестью последовательно соединенными GaN-транзисторами, включая использование емкостных делителей (CDIV) для управления переходными дисбалансами во время быстрых переключений; Архитектура управления затвором, использующая один драйвер с заземлением и трансформатор затвора с двумя вторичными обмотками для обеспечения изолированных, синхронизированных управляющих сигналов для каждого устройства; Стратегия смещения, включая резисторные делители, размер которых определяется относительно тока утечки устройства для обеспечения надлежащего распределения постоянного напряжения; Колебания затвора и высокочастотные колебания (~100–250 МГц), а также использование ферритовых бусин и методов компоновки для подавления этих эффектов; Защита устройства, включая использование высоковольтных стабилитронов для ограничения напряжения VDS во время переходных процессов; Компромиссы между теоретическими подходами и практической реализацией, особенно при адаптации опубликованных методов (например, смещения на основе емкости) к реальному поведению GaN-устройств. Я также обсуждаю результаты измерений, включая формы сигналов переключения, распределение напряжения по стеку и итеративный процесс, используемый для уточнения проектирование. Многие из представленных результатов получены в ходе практической разработки аппаратного обеспечения, где паразитные эффекты, компоновка и вариативность характеристик устройств играют значительную роль. Эта работа была разработана для космического прибора, где надежность, радиационная стойкость и долговременная стабильность имеют решающее значение. Представленные методы применимы и к другим высоковольтным быстродействующим переключающим приложениям, где требуется многослойная компоновка дискретных устройств.