原创 用GaN晶体管取代MOSFET，从而消除EMC

这个生产商决定请Buro Springett的专业EMI应用顾问工程师Nigel Springett来帮助他们。Nigel的职责是想办法减少电磁干扰，以便将电源产品推广到具有更严格EMI要求的市场中。最近，我们有机会采访Nigel，了解到他如何解决该工程难题、测试结果和修改建议。

Nigel Springett 首席技术官: Buro Springett

首先，在进行EMI测量前, 需要在电源输入端串入LISN(Line Impedance Stabilization Network)。LISN滤波器输出，滤除噪声的低频分量，留下高频部分进行量测。

在PFC电路中, 进行差模噪声测量，特别关注开关管650V SJ MOSFET周围。结果显示，噪声与MOSFET动作同步，将 MOSFET的漏极和接地的散热片断开, 证实其大部分为共模干扰。原因就是TO-247 MOSFET的漏极与接地散热片之间，其等校电容约为120 pF。当MOSFET动作时, 切换速度以20 V/ns计, 通过这个寄生电容经散热片注入地回路的电流约为400 mA。

发现噪声来源后，Nigel考虑了几个用来降低噪声的方法。其中包括使用较厚的绝缘垫片来降低寄生电容，或采用2级输入滤波器来增加衰减率。这两个方法都会增加成本，如果使用较厚的绝缘垫片，还会降低热传导性能。

Nigel考虑的另一个方法是找到中间电极为源极的TO-247 MOSFET。在MOSFET切换动作时, 漏极相对于源极, 其电位不变动, 所以完全消除寄生电容的电流。

与Nexperia技术支持团队就替换功率晶体管进行讨论后，Nigel对GaN功率晶体管GaN-063-650W相当感兴趣。GaN-063-650W引脚(G-S-D)的漏极和源极，和传统TO-247MOSFET 引脚(G-D-S)配置不同，进行评估测试时，需要特别注意。

在线路参数不变的条件下, 对比EMI测试结果，MOSFET vs GaN，参见图1。

图1——EMI测量比较——GaN与MOSFET（来源：Buro Springett）

与初次测量相比，用GaN晶体管取代MOSFET这项相对简单的任务，能够在170 kHz时，使噪声降低10 dB， 而且在高频段测量结果更加干净。 因为GaN晶体管中间引脚为源极(S) ， 没有电流经过寄生电容注入地回路。

改善了EMI的主要来源后，测试中还发现了其他噪声源，针对这些噪声源，可以进行最小成本改善。

在最新版Bodos Power中， 包含更多技术细节，进一步了解Nigel的EMI研究，以及采用Nexperia GaN晶体管 如何能够大幅改善EMI性能。