BA – Entwicklung eines programmierbaren Gate-Treibers
Entwicklung eines programmierbaren Gate-Treibers für automatisierte Messsysteme
Kurzzusammenfassung
Um Kennlinienfelder von MOS-gesteuerten Leistungshalbleitern exakt vermessen zu können, ist es notwendig den Gate-Anschluss mit einer möglichst steilen Schaltflanke anzusteuern. In der vorliegenden Arbeit wurde zu diesem Zweck ein Gate-Treiber entwickelt, der am Ausgang zwei frei wählbare Spannungspegel im Bereich zwischen -35 V und +35 V bereitstellt und Umschaltzeiten ohne Last von unter fünf Nanosekunden erreicht. Ziel ist die Optimierung der Schaltgeschwindigkeiten sowie das Erreichen eines sauberen Einschwingverhaltens. Deshalb wurde besonders beim Layout der Ausgangsstufe auf die geeignet Wahl der Bauelemente sowie deren Positionierung geachtet. Der Gate-Treiber ist als eigenständiges Gerät zur Integration in ein automatisiertes Messsystem entwickelt worden. Daher wurde dieser mit geeigneten Schnittstellen und Peripherie ausgestattet. Im Anschluss an die Schaltungsentwicklung wurde der Gate-Treiber in Betrieb genommen und eingehend charakterisiert.
Abstract
For the purpose of measuring output characteristic curves of metal-oxide-semiconductor field-effect transistors precisely, a steep rising edge is required to drive the transistor via the gate terminal. The presented thesis explains the development of a gate driver, that reaches switching times of less than five nanoseconds without load and provides two freely selectable output voltage levels between -35 V and +35 V. The goal of this development is to optimize the switching speed and achieve a clean transient response. Therefore it is essential to chose suitable high performance components and design a good layout for the output stage. Furthermore the gate driver was designed as stand-alone device for integration in an automatic test equipment. For that purpose, the driver was equipped with appropriate interfaces and components. To complete the development process, the gate driver was put in operation and characterized in detail.
Bearbeiter: Felix Leser
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Martin März
Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik
Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März