第31卷第7期2023年4月Vol.31No.7Apr.2023光学精密工程OpticsandPrecisionEngineering单片集成光耦隔离式驱动芯片程翔1，常浩然1，刘岩2*，邓晨洋1，严旭杰1（1.厦门大学航空航天学院，福建厦门361104；2.集美大学海洋信息工程学院，福建厦门361021）摘要：在功率半导体市场中，绝缘栅双极型晶体管（Insulatedgatebipolartransistor，IGBT）和碳化硅金属氧化物半导体场效应管（Siliconcarbidemetal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，SiCMOSFET）具有出色的耐压性与频率特性，逐渐取代了传统的MOSFET。为了提高IGBT和SiCMOSFET驱动电路的可靠性，设计了一款光耦隔离式栅极驱动芯片，通过协同设计光探测器与驱动电路，从而实现单片集成。使用Silvaco软件对光探测器进行了仿真。仿真结果显示：光探测器对800nm波长红外光的响应度约为0.277A/W，-3dB带宽约为90MHz。进一步对光耦的光学结构进行优化设计，实现了控制端与后端高压驱动电路的有效隔离，从而解决了串扰问题。使用Maxchip0.18μm40VBCD工艺进行流片，并对封装芯片进行测试。在光源输入电流为10mA、芯片供电电压为12~40V、输入信号频率为20kHz的测试条件下，芯片的传播延时仅为98ns。关键词：协同设计；单片集成；光耦隔离；低延时中图分类号：TN312文献标识码：Adoi：10.37188/OPE.20233107.1022MonolithicoptocouplerisolateddriverchipCHENGXiang1，CHANGHaoran1，LIUYan2*，DENGChenyang1，YANXujie1（1.SchoolofAerospaceEngineering，XiamenUniversity，Xiamen361104，China；2.SchoolofMarineInformationEngineering，JimeiUniversity，Xiamen361021，China）*Correspondingauthor，E-mail：ly_liu@jmu.edu.cnAbstract：Inthepowersemiconductormarket，insulatedgatebipolartransistor（IGBT）andsiliconcar⁃bidemetal-oxide-semiconductorfield-effecttransistors（SiCMOSFETs）haveexcellentvoltageresistanceandfrequencycharacteristics，andthusgraduallyreplacedthetraditionalMOSFETs.Thereliabilityde⁃signofIGBTandSiCMOSFETdrivercircuitsisassociatedwithrigorouschallenges.Therefore，anopto⁃coupler-isolatedgatedriverchipwasdesignedinthisstudy.Monolithicintegrationwasrealizedbyco-de⁃signingphotodetectorsanddrivercircuits.Silveracosoftwarewasusedtosimulatethephotodetector.Thesimulationresultsindicatethattheresponsivityofthephotodete...
