STMicroelectronics STDRIVEG611半桥栅极驱动器是用于N沟道增强模式GaN的高压半桥栅极驱动器。高侧驱动器部分设计能够承受高达600V的电压轨，并且可以轻松由集成自举二极管供电。大电流能力、短传播延迟、出色的延迟匹配以及集成低压差稳压器使STDRIVEG611成为驱动高速GaN的理想选择。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STDRIVEG611半桥栅极驱动器数据手册.pdf

STMicroelectronics STDRIVEG611具有针对硬开关应用量身定制的UVLO、互锁功能以避免交叉导通条件，以及带有SmartSD的过电流比较器。输入引脚的扩展范围允许轻松与控制器接口。待机引脚在非活动期间或突发模式下可降低功耗。STDRIVEG611在-40°C至125°C的工业温度范围内运行。该器件采用紧凑型QFN 4mmx5mmx1mm封装，间距为0.5mm。

特性

• 高压轨最高可达600V
• 在整个温度范围内，dV/dt瞬态抗扰度为±200V/ns
• 驱动器具有独立的灌电流/片和源路径，以实现最佳驱动
  • 2.4A和1.2Ω灌电流
  • 1.0A和3.7Ω源电流
• 6V栅极驱动电压的高侧和低侧线性稳压器
• 5µs高侧启动时间和高频率（>1MHz）
• 45ns，匹配10ns，最小输出脉冲15ns
• 硬开关操作和内部自举二极管
• 用于过电流检测的比较器，具有智能关闭功能
• VCC 、VS 和VLS 的UVLO功能
• 关闭、待机、过温，故障信号引脚
• 分开的PGND用于开尔文源驱动和电流分流兼容性
• 3.3V至20V兼容输入，具有迟滞和下拉功能

框图

STDRIVEG611半桥栅极驱动器技术解析与应用指南

一、器件概述

STDRIVEG611是STMicroelectronics推出的一款高压高速半桥栅极驱动器，专为驱动N沟道增强型GaN功率开关设计。该器件采用紧凑型QFN 4×5×1mm封装（0.5mm间距），具有以下核心特性：

• ‌高压支持‌：支持高达600V的工作电压，具有±200V/ns的全温度范围dV/dt瞬态抗扰度
• ‌驱动优化‌：分离的灌电流（2.4A/1.2Ω）和拉电流（1.0A/3.7Ω）路径
• ‌集成LDO‌：高低侧线性稳压器提供稳定的6V栅极驱动电压
• ‌快速响应‌：45ns传播延迟（10ns匹配精度），支持>1MHz开关频率
• ‌保护功能‌：集成过流比较器（带智能关断）、UVLO、过热保护和故障信号引脚

二、关键电气特性

1. 绝对最大额定值

参数	符号	值	单位
逻辑供电电压	VCC	-0.3至21	V
低侧驱动地电压	PGND	-7至7	V
高侧BOOT电压	VBOOT	-0.3至621	V
最大输出压摆率	dVOUT/dt	200	V/ns
工作结温	TJ	-40至150	°C

2. 典型性能参数

• ‌传播延迟‌：45ns（典型值），匹配精度10ns
• ‌启动时间‌：高侧5μs（典型），低侧12μs
• ‌栅极驱动能力‌：
  • 峰值拉电流：1.3A（最大）
  • 峰值灌电流：2.4A（最大）
• ‌电源电压范围‌：10.6-18V（推荐）

三、功能架构解析

1. 驱动架构设计

STDRIVEG611采用创新的单栅极输出架构，通过外部电阻灵活调节导通/关断阻抗：

• ‌导通路径‌：RSO + RON + RGATE
• ‌关断路径‌：RSI + RGATE
  相比传统分离输出架构，这种设计具有：
• BOM元件减少
• 栅极回路电感最小化
• 消除二极管VF压降，提高关断效率

2. 关键功能模块

1. ‌高低侧驱动‌：
   • 集成6V LDO稳压器（VCCL/VCCH）
   • 独立UVLO保护（VCC/VCCL/VCCH）
   • 高侧采用自举二极管供电（集成/可选外部）
2. ‌智能保护系统‌：
   • 过流比较器（阈值400mV±50mV）
   • SmartSD自动关断时间控制
   • 热关断（TSD 175°C典型值）
   • 故障信号输出（FLT开漏）
3. ‌待机模式‌：
   • STBY引脚激活时功耗<650μA
   • 唤醒时间5μs（典型）

四、典型应用设计

1. 电机驱动应用方案

关键设计要点：

• ‌栅极电阻配置‌：
  • RONH/RONL：调节导通速度（典型5-300Ω）
  • RGATE：抑制关断振荡（典型1-5Ω）
• ‌dV/dt控制‌：
  • 并联CGM电容（3-5×QGS/VGSth）
  • 减小电机绕组电压应力
• ‌布局建议‌：
  • 栅极回路面积最小化
  • PGND与GaN开尔文源极直连

2. 电源转换应用

推荐配置差异：

• 更高开关频率（可达2MHz）
• 减小栅极电阻优化开关损耗
• 增加自举电容（CBOOT至3.3μF）

五、PCB设计指南

1. ‌关键元件布局‌：
   • 将CVCC、CVCCL、CVCCH陶瓷电容（X7R）靠近对应引脚
   • 栅极电阻采用0603或更小封装
   • 电流检测电阻优先选用低ESL型号
2. 噪声抑制措施：
   • 星型接地：信号GND与分流电阻单点连接
   • 高侧浮动元件集中布局
   • 高压母线电容就近放置
3. 热管理：
   • 利用GND/PGND引脚铜箔散热
   • 多层板推荐2s2p结构（RθJA=85°C/W）

六、设计注意事项

1. ‌GaN驱动特殊性‌：
   • 无体二极管，需优化死区时间
   • 低VGSth（典型1.4V）需防误触发
   • 开尔文连接降低寄生电感影响
2. ‌自举电路优化‌：
   • 内部二极管适用多数应用
   • 外部二极管需串联≥2.2Ω电阻
   • CBOOT容量根据占空比选择
3. ‌保护功能配置‌：
   • CIN滤波器时间（55-125ns）
   • COD电容计算关断时间
   • FLT引脚需外部上拉