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ELETTRONICA OGGI 498 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2021 32 ANALOG GATE DRIVER tipica di saturazione, che si ottiene cortocircuitando l’uscita su una capacità relativamente grande, o facendo pulsare il driver in cortocircuito per una durata molto breve. È molto raro trovare un datasheet che mostri espressamente le curve I-V minima e massima dei driver di uscita per variazioni di temperatura e di processo, ma se si usa il valore di saturazione tipico come valore di corrente di picco, ci saranno dispositivi che non possono pilotare una tale corrente nell’applicazione reale. Alcuni datasheet indicano un numero come valore di saturazione massimo, ed altri un valore di saturazione minimo. Un altro metodo per ricavare la corrente di picco disponibile in un driver è quello di indicare il valore di corrente massimo nella regione lineare della curva I-V più bassa o la corrente lineare minima. Indicando questo valore, l’utente è sicuro che tutti i dispositivi saranno in grado di pilotare una corrente più alta nell’applicazione reale. Questo valore è conservativo, ma l’utente potrà essere certo che, con un corretto dimensionamento della resistenza esterna in serie al gate, i FET di uscita del gate driver non lavoreranno mai nella regione di saturazione sia per variazioni di temperatura che di processo. Il test di produzione della corrente di picco è spesso molto difficile, con limiti di corrente sui contattori in ambiente di test. Non è raro che la specifica della corrente di picco nei gate driver isolati sia garantita dalla progettazione e/o dalla caratterizzazione. Diversi produttori possono indicare o meno i valori minimo e massimo della corrente di picco. Pertanto, non esiste una regola su quale valore di corrente di picco utilizzare per il confronto tra le varie parti. È importante notare che la corrente di picco non è una corrente costante o media. Se l’uscita del gate driver funziona correttamente nella regione lineare dei FET di uscita, la corrente di picco sarà presente solo all’inizio della commutazione. Sebbene le curve di saturazione minima e massima in temperatura e per variazioni di processo non siano quasi mai presenti nei datasheet, alcuni produttori di gate driver isolati forniscono una curva I-V tipica dei driver di uscita. Questa può essere presentata sia come una curva I-V in corto circuito, oppure come una curva presa con una resistenza esterna in serie al gate per simulare più fedelmente l’effettivo utilizzo nell’applicazione. Quando si osserva una curva I-V che include la resistenza esterna in serie, l’asse della tensione è solitamente riferito alla tensione del lato secondario, il che significa che la tensione tracciata è la tensione VDD2 condivisa tra la resistenza interna RDS(ON) e la resistenza esterna in serie al gate. La figura 5mostra le curve I-V tipiche dell’ ADuM4121 presenti nel datasheet. Va notato che nel datasheet dell’ADuM4121 viene indicataunacapacitàdipilotaggiodi2A,ma lecorrenti di saturazione tipiche sono superiori a 7 A. Questo perché viene utilizzata la definizione conservativa di corrente di picco nel titolo, dicendo agli utenti che il dispositivo può sicuramente fornire 2 A per variazioni di temperatura e di processo. Questa curva I-V considera anche una resistenza di gate esterna di 2Ω in serie per imitare le reali prestazioni nell’applicazione. È importante assicurarsi che il valore della corrente di picco con cui l’utente confronta i prodotti sia la stessa tra i vari componenti, altrimenti i confronti sono privi di significato. Capacità di Miller Sebbene MOSFET e IGBT siano approssimabili a un carico capacitivo, esiste una non linearità dovuta alla capacità dinamica di scarica del gate, che si può individuare nella regione del plateau di Miller, dove la capacità cambia durante le transizioni di accensione (Fig. 6) e di Fig. 5 – Curve I-V dal datasheet dell’ADuM4121 Fig. 6 – La transizione di accensione di un IGBT evidenzia il plateau di Miller