GaN交换机的切换速度有多快?

世界上最快的GaN交换机有多快?这是一个有趣的问题，也许主要是为了炫耀，但测量确实存在一些挑战。在预期带宽超过1 GHz的GaN开关为100 V时，探头的选择是至关重要的。GaN的电容非常低，因此探针的电容必须接近零。探头还需要具有高达几GHz的平坦响应，并提供超过100 V的可用动态范围。不幸的是，没有这样的探头存在，如果它存在，PCB痕迹电感仍然会影响测量。

在之前的一篇文章中，如何确定密封DC-DC模块中电源变压器的匝数比?，我们展示了使用围绕开关的E和H场来重建开关波形是可能的。由于这是一个不寻常的测量，该方法应该首先验证，执行测量在一个已知的开关速度，类似的幅度。使用Picotest VRTS3演示板，它有50欧姆信号，约375 ps，这是我们有合理接近的最近测量。使用SMA连接器提供边缘速度的直接测量，使用波导场探头对PCB轨迹中的场进行采样，得到两个结果进行比较。直接测量和集成电子场数据重建的测量。

如图1所示，这种测量提供了非常相似的外观结果，在边缘速度(下降时间)的10%以内。

图1 VRTS3演示板上375ps边缘的直接电压测量和集成电子场测量。

对该方法充满信心，并将其应用于GaN器件。将电子场探头直接放置在GaN场效应晶体管的上方，应用相同的方法。如图2所示，测量结果表明开关速度为138.9 ps或等效带宽为2.5 GHz。

图2将同样的电子场探测方法应用于GaN FET，其下降时间为138.9ps或2.5GHz。

随后，该测量也由兰格EMV使用他们自己专门设计的设备进行。兰格EMV提供了他们测量的136ps[1]。

这个测量方法最初是在DesignCon 2021．

参考:

史蒂文·m·桑德勒，GaN到底有多快?，信号完整性杂志，2020年3月12日