Schnelle isolierte Gate-Treiber für SiC- und GaN-FETs

6. Januar 2020, 13:14 Uhr
Innenschaltung des MAX22701E. Bild: Maxim.
Innenschaltung des MAX22701E. Bild: Maxim.
Von Maxim gibt es neue Gate-Treiber der Max2270X-Serie für SiC- und GaN-FETs, die nicht nur eine hohe Isolationsspannung von 1,2 kV (5 kV peak) aufweisen, sondern mit einer PDT von nur 35 ns und einer minimalen Pulsdauer von 20 ns besonders schnell und dank einer CMTI von 300 kV/µs auch sehr störfest sind.

Die Treiber-ICs sind in einem 8-poligen SOIC-Gehäuse (3,9 x 4,9 mm) mit 4 mm Kriech- und Luftstrecke erhältlich. Die Variation der PDT (Propagation Delay Time) zwischen verschiedenen Chips beträgt nur 2 ns bei +25°C, was sehr kleine Totzeiten bei Halb- und Vollbrücken-Schaltungen ermöglicht.

Der Treiber-Ausgang ist eine niederohmige interne Halbbrücke. Bei einer Versorgung mit z. B. 20 V schaltet der Ausgang daher fast vollständig auf die Plus- bzw. Masseschiene durch. Ungewöhnlich ist der High-Side-Zweig: Ein P-Kanal-FET ergänzt einen N-Kanal-FET für niedrigen Rdson von 4,5 Ω und somit mehr Strom beim Low-High-Übergang. Der Low-Side-Ausgangstransistor ist konventioneller, mit einem Rdson von 2,5 Ω beim MAX22701 und 1,25 Ω bei den Typen MAX22700 und MAX22702.

 
Beschaltung des MAX22701E. Bild: Maxim.

Beim MAX22701 ist jedoch ein zweiter Low-Side-N-Kanal-FET mit eigenem Ausgang vorhanden, der durch direkten Anschluss ans Gate des zu treibenden Power-FETs verhindern kann, dass sich die steigende Drain-Spannung beim Abschalten durch die Drain-Gate-Kapazität (Miller-C) des Power-FETs an dessen Gate negativ auswirkt. Dies ist besonders bei Widerständen im Weg vom Ausgang zum Gate relevant. Der zusätzliche Pull-Down-Transistor (Rdson = 2,5 Ω) schaltet sich ein, wenn die Clamp-Ausgangsspannung unter 2 V sinkt, wodurch ein niederohmiger Pfad zur Masse für den Miller-Strom geschaffen wird, der verhindert, dass die Gate-Spannung wieder ansteigt.

Bei den Typen MAX22700 und MAX22702 ist die Low-Side anders beschaltet und erzielt damit einen niedrigeren Rdson& von 1,25 Ω. Es gibt insgesamt sechs Varianten, da jeder der drei Typen als E-Version Eingangs- und einen Enable-Pin hat. Die D-Versionen haben differentielle Eingänge. Das Evaluation-Kit: MAX22701EVKIT# ist z. B. von den Distributoren AVnet oder Mouser für unter 50 € erhältlich.
 
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