게이트 구동에 있어 가장 중요한 순간은 IGBT의 턴-온 및 턴-오프 순간입니다. 이 기능을 빠르게 수행하되 IGBT가 턴-온 될 때 잡음과 링잉을 최소화하는 것이 목표입니다. 상승/하강 시간이 너무 빠르면 불필요한 링잉과 EMI의 악화를 초래할 수 있으며, 반면에 상승/하강 시간이 너무 느리면 IGBT의 스위칭 손실이 증가합니다.
그림 1. DGD0216의 게이트 구동 부품
위의 예시는 Diodes Incorporated사 DGD0216의 게이트 구동 부품들을 보여줍니다.
RG와 RRG를 엄선해서 IGBT 게이트 구동의 상승 및 하강 시간을 선택적으로 제어할 수 있습니다. 턴-온이 될 때, 모든 전류는 구동기 IC에서 RG를 통해 흘러 IGBT의 게이트 정전용량을 충전하기 때문에, RG를 증가 또는 감소시키면 응용 회로의 상승 시간을 증가 또는 감소시킬 것입니다. DRG를 추가하면 턴-오프 전류는 IGBT의 게이트 정전용량으로부터 RRG와 DRG를 통해 구동기 IC의 GND로 흐르기 때문에 하강 시간을 독립적으로 제어할 수 있습니다. 따라서, RRG를 증가 또는 감소시키면 하강 시간을 증가 또는 감소시킬 것입니다. 때로 이 정도의 미세한 제어가 필요하지 않을 경우에는 RG만 사용해도 될 것입니다.
턴-온 및 턴-오프를 키우면 기생 유도용량에 의한 링잉 및 잡음을 억제하는 효과가 있기 때문에 잡음이 많은 환경에서는 게이트 저항을 키울 필요가 있습니다. 게이트 부품 선택은 한편으로는 링잉이 많고 EMI 성능은 좋지 못하지만 효율이 높은 빠른 상승 시간 대 다른 한편으로는 EMI 및 잡음 성능은 보다 좋으나 여기에 대비되는 나쁜 효율의 느린 하강 시간 사이의 절충입니다. 정확한 값은 응용회로의 매개변수와 시스템의 요구사항에 따라 달라집니다. RG 값은 일반적으로 5Ω에서 50Ω 사이이며, 최적의 값은 IGBT의 게이트 정전용량과 게이트 구동기의 구동 전류에 의해 결정됩니다. RRG 값은 일반적으로 3Ω에서 20Ω 사이이며, 최적의 값은 IGBT의 게이트 정전용량과 게이트 구동기의 구동 전류에 의해 결정됩니다.
게이트-소스간 커패시터 CG 또한 링잉과 잡음 최소화에 사용되며 게이트 구동기와 IGBT가 최적으로 매칭되지 않은 경우 전반적인 안정성을 제공합니다. CG는 대부분의 시스템에서 필요하지 않지만 (게이트 저항의 증가는 링잉을 감소시키고 시스템 안정성을 제공), 필요한 경우 CG = 1nF가 일반적으로 적합한 값입니다.