JSSC 2023第2期Other0.6-µm CMOS

An Active Slew Rate Control Gate Driver IC With Robust Discrete-Time Feedback Te

提出一种用于超结MOSFET的主动斜率控制门驱动IC，通过离散时间反馈技术降低开关损耗。

dV/dt可控至3, 4.5, 4.9 V/ns，开关损耗降低25%，开启延迟减少74%

超结MOSFET主动斜率控制离散时间反馈开关损耗门驱动IC

▸创新点1：离散时间反馈技术控制反向恢复电流（方法创新）。该技术通过离散时间反馈机制精确控制SJMOS的反向恢复电流(IRR)，解决了传统IGBT/GaN/SiC驱动技术无法适应SJMOS的问题，实现了dV/dt的稳定控制。测试表明该技术可将dV/dt稳定控制在3-4.9V/ns范围。

▸创新点2：双电阻门控架构保持恒定斜率（电路创新）。采用双电阻动态调节栅极驱动路径，通过反馈环路实时调整栅极阻抗，使dV/dt在不同负载电流、温度及阈值电压下保持恒定，相比单电阻方案降低25%开关损耗。

▸创新点3：优化漏极电流上升时间的动态控制（系统创新）。在不改变dV/dt的前提下，通过离散反馈提前调节IRR电流，将漏极电流上升时间缩短74%，同时维持4.5V/ns的恒定斜率，提升系统响应速度。

▸创新点4：鲁棒性设计应对工艺波动（工艺创新）。通过离散反馈补偿机制抵消SJMOS阈值电压漂移和温度变化影响，实验数据显示在-40°C~125°C范围内dV/dt波动小于±5%。

Abstract

In this article, an active slew rate (SR) control IC for superjunction MOSFET (SJMOS) is proposed. Active gate control is an attractive technique to reduce switching (SW) losses by maintaining a constant drain voltage SR ( dV d /dt)o fp o w e r devices. However, the conventional method for IGBT, GaN, and SiC devices cannot be applied to the active gate control of SJMOS because dV d /dt is determined by the reverse recovery current (IRR ), which is unique to SJMOS. In this article, a discrete-tim