氮化鎵（GaN）功率器件憑借低寄生電容、高開關(guān)速度與優(yōu)異熱性能，正廣泛應(yīng)用于高頻DC-DC轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)中心電源與D類放大器等高效率系統(tǒng)中。然而，其對PCB布局極為敏感，尤其在高di/dt和dv/dt條件下，寄生參數(shù)易引發(fā)振鈴、EMI問題甚至器件損壞。ADI推出的100V半橋GaN驅(qū)動器LT8418集成了分離式柵極驅(qū)動、智能自舉開關(guān)與高驅(qū)動能力，專為應(yīng)對高速GaN應(yīng)用挑戰(zhàn)而設(shè)計。要充分發(fā)揮其性能，必須遵循嚴格的PCB設(shè)計規(guī)范。

1. 最小化寄生電感是關(guān)鍵

GaN轉(zhuǎn)換器的振鈴主要源于功率環(huán)路與柵極環(huán)路中的寄生電感。功率環(huán)路電感（包括FET漏極電感LD、共源電感LCS及走線電感）會導致開關(guān)節(jié)點電壓過沖，增加開關(guān)損耗與EMI。柵極環(huán)路電感則引發(fā)柵極信號振鈴，可能造成誤導通或超過±6V柵極絕對最大額定值，導致永久性損傷。因此，降低兩類環(huán)路電感是設(shè)計核心。

2. 采用內(nèi)部垂直布局優(yōu)化熱回路

為最小化熱回路電感，推薦使用內(nèi)部垂直布局：將高側(cè)與低側(cè)GaN FET并排放置在同一PCB層，高頻去耦電容（低ESR陶瓷電容）緊鄰FET源極與漏極布置。利用內(nèi)層作為返回路徑，使其與頂層走線緊密耦合，形成小面積電流環(huán)，顯著降低雜散電感。該結(jié)構(gòu)使熱回路電感與板厚無關(guān)，且正反向電流磁場相互抵消，進一步抑制電感效應(yīng)。

3. 熱回路電容布局優(yōu)化散熱

在降壓拓撲中，高側(cè)FET通常承受更高熱應(yīng)力。建議將熱回路電容靠近低側(cè)FET放置，為高側(cè)FET留出更多銅箔空間用于散熱。VIN平面布置于FET下方內(nèi)層。升壓拓撲則相反，電容應(yīng)靠近高側(cè)FET，為低側(cè)FET散熱留出空間，返回地平面置于第二層。

4. 善用通孔降低電感與熱阻

在GaN FET焊盤上布置多個填充通孔，可有效降低寄生電感與熱阻。由于漏極與源極交錯，通孔中反向電流產(chǎn)生的磁場相互抵消，減少整體電感。同時，通孔將熱量傳導至多層PCB的銅平面，提升散熱能力。填充通孔可防止焊接時氣孔與焊料泄漏，增強可靠性。

5. 精細調(diào)節(jié)柵極電阻控制dv/dt

LT8418支持分離式柵極驅(qū)動，允許通過外接RG_ON與RG_OFF獨立調(diào)節(jié)導通與關(guān)斷擺率。合理選擇柵極電阻可抑制振鈴、優(yōu)化EMI并防止直通。建議從較高阻值（如3.3Ω）開始測試，在最大負載與最高輸入電壓下監(jiān)測柵極波形，逐步減小電阻直至效率與信號完整性達到平衡。圖2示顯示，1Ω電阻導致柵極過沖超限，而2Ω可實現(xiàn)干凈波形。

圖2示顯示，1Ω電阻導致柵極過沖超限，而2Ω可實現(xiàn)干凈波形。

6. 正確測試點布局避免誤判

使用短開爾文連接測量柵極信號，避免長引線引入寄生電感。測量底部柵極時，探頭接地彈簧應(yīng)靠近FET GND。頂部柵極信號以開關(guān)節(jié)點為參考，需使用高速差分探頭，并推薦MMCX連接器以減少干擾。不當測試點會導致虛假振鈴，誤導設(shè)計判斷。

深圳市中芯巨能電子有限公司代理銷售ADI(亞德諾)旗下全系列IC電子元器件，為制造業(yè)廠家的工程師或采購提供選型指導+數(shù)據(jù)手冊+樣片測試等服務(wù)。如需LT8418產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測試、采購等需求，請加客服微信：13310830171。