当 NCP51820 从 HS GaNFET 吸收电流时，该电流来自栅源电容中储存的能量。如图4所示，灌电流从 HS GaNFET 栅极流出，经过栅极灌电流电阻、HO SINK 驱动器阻抗和 SW 引脚，回到 GaNFET 源极开尔文引脚。
图4. 高压侧栅极驱动灌电流 当 NCP51820 向 LS GaNFET 栅极提供电流时，该栅极电流来自 VDDL 调节器旁路电容中储存的电荷。如图5所示，拉电流流经 LO 驱动器源极阻抗和栅源电阻，进入 GaNFET 栅极。然后，电流从 GaNFET 源极开尔文引脚返回，又回到 VDDL 旁路电容。
图5. 低压侧栅极驱动拉电流 当 NCP51820 从 LS GaNFET 吸收电流时，该电流来自栅源电容中储存的能量。如图6所示，灌电流从 LS GaNFET 栅极流出，经过栅极灌电流电阻、LO SINK 驱动器阻抗和 PGND 引脚，回到 GaNFET 源极开尔文引脚。
图6. 低压侧栅极驱动灌电流 GaNFET 能以高开关频率工作，漏源切换期间会出现高 dV/dt（100 V/ns 及更高）。GaN 的栅源导通阈值较低 (<2 V)，因此栅极驱动拉电流和灌电流路径必须尽可能保持短而直，以减轻走线寄生电感的不良影响。栅极环路中的过大寄生电感可能导致超过栅源阈值电压的栅极振荡或高频振铃。栅极驱动和返回路径中的过孔只有在绝对必要时才应使用。最好使用导电材料填充的过孔，因为每个这种过孔的电感要小得多。在栅极电阻和相关布线下方使用载流返回平面，以在拉电流和灌电流路径正下方提供一个返回路径，有助于减少环路电感。 NCP51820 高压侧和低压侧驱动在内部相互隔离。对于高压端，SW 引脚必须与功率开关节点隔离，以防止开关噪声注入栅极驱动路径，并且它只能连接到高压侧 GaNFET 上的 SK 引脚。源极开尔文引脚和电源引脚之间的开尔文连接是 NCP51820 SW 引脚和功率级开关节点之间的唯一电气连接，如图3和图4所示。同样，低压侧栅极驱动的布线应使 NCP51820 PGND 引脚与功率级 PGND 隔离，并且只能连接到低压侧 GaNFET 的 SK。设计目标是避免电源 PGND 噪声注入低压侧栅极驱动路径。在低压侧 GaNFET 内部，SK 引脚和电源引脚之间存在开尔文连接，它是 NCP51820 PGND 和电源 PGND 之间的实际连接，如图5和图6所示。 在设计允许的范围内，HS 和 LS 栅极走线的长度应尽可能相等。这有助于确保两个 GaNFET 具有相似的栅极驱动阻抗。高压侧和低压侧 GaNFET 交错对齐具有双重作用：一是使得栅极驱动布线接近对称且等距，二是允许使用更大、更高电流的功率开关节点铜触点。 最好将 HS 和 LS 返回平面分配至第 2 层，并将它们直接放置在栅极驱动电阻和走线下方，这样有助于减少栅极驱动环路电感。对于高压侧 GaNFET，由于 VDDH 旁路电容返回引脚和 NCP51820 SW 引脚被 HO 拉电流和 HO 灌电流走线分开，因此可以使用无填充的过孔通过 HS 栅极返回平面连接到 GaNFET 的源极开尔文引脚。建议使用多个过孔以帮助减少过孔电感。请注意栅极驱动电流路径与功率开关节点电流路径隔离，尽可能避免主电流路径中的噪声注入栅极驱动电流路径。 对于低压侧 GaNFET，由于 VDDL 旁路电容返回引脚和 NCP51820 PGND 引脚被 LO 拉电流和 LO 灌电流走线分开，因此可以使用无填充的过孔通过 LS 栅极返回平面连接到 GaNFET 的源极开尔文引脚。建议使用多个过孔以帮助减少过孔寄生电感。请注意，栅极驱动电流路径与电源 PGND 电流路径隔离，尽可能避免主电流路径中的噪声注入栅极驱动电流路径。
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