用于电路双极晶体管电子开关的栅极驱动器

许多家庭都有电子计时器，可以在每天的同一时间自动打开或关闭灯。然而，对大型电气设备的精确控制需要更复杂的电子设备。东京大学工业科学研究所的科学家成功开发了用于固态电子晶体管开关的可编程栅极驱动器，并通过实证测试表明，即使在输入电流和温度波动变化的情况下，他们的器件也显示出更低的开关损耗。

绝缘栅双极晶体管（IGBT）是半导体电子元件，可用于高功率设备的快速电子开关。由于IGBT可以控制高达数百千瓦的电力负载，因此适用于电源、牵引电机或感应加热器的操作。此外，由于其能够快速打开和关闭，IGBT还可用于工业应用中的控制系统。但是，这些开关可能会因输入电流或温度的变化而产生开关损耗。创建具有自动定时功能的设备将有助于提高这些系统的可靠性。

现在，东京大学的研究人员团队开发了第一个具有完全集成自动定时控制功能的有源数字栅极驱动器集成电路（IC），实现了单芯片集成和实时控制。“我们的IC包括世界上第一个具有闭环有源栅极驱动器的6位可编程栅极，”作者Dibo Zhang说。

该 IC 的一个重要特性是在单个芯片上集成了实时自动控制功能。这是通过检测寄生电感的电压来检测电流随时间变化的速率来实现的，这是电子设备中不可避免的影响。研究小组在很宽的温度范围内测试了新设备的性能。它们集成了定时机制的单芯片，在保持精确控制的同时降低了成本。它在波动的工作条件下保持稳定，这一事实允许单个可编程器件取代针对不同情况优化的不同产品的集合。

“能够以低成本提供可编程的实时控制应该会加速这种设备的采用，”作者Makoto Takamiya说。这项工作可能会对大电流进行更灵活和可靠的控制，并且未来的设计可能会扩展到包括更复杂的编程功能。