全球应用于通信、计算电源的电力电子器件市场规模巨大,核心半导体器件基本被欧美所垄断。第三代宽禁带半导体GaN材料基功率器件与传统硅功率MOSFET相比,在导通电阻、开关速度、传导损耗、功率密度等方面具有更卓越的性能,有望为电子系统电源提供高效率、低功耗、低成本的解决方案。但能否充分发挥GaN器件的优异性能很大程度上取决于其栅极驱动电路的设计。GaN HEMT器件在驱动设计方面又存在许多限制因素:低阈值电压、低栅极电容、可反向导通等。原有的硅基驱动方案不再适用于GaN器件。因此,本文将针对增强型GaN HEMT器件设计适用的半桥驱动电路,并对电路性能进行仿真。本论文是在国家重点研发计划(No:2017YFB0402800、2017YFB0402803)项目的支持下完成的,开展的主要研究工作如下:首先概述了GaN HEMT的基本特性,包括增强型GaN HEMT器件的工作原理和不同实现方式,以及导通电阻、栅极电容、体二极管等电学特性。分析增强型GaN HEMT驱动电路设计的限制因素:阈值电压低、栅极电压存在上限、dv/dt和di/dt扰动等。结合半桥驱动方式,提出了相应的电路解决方案:采用分离充放电路径技术独立控制充放电速度;采用栅极电压钳位技术,防止超过栅极电压上限;对自举充电路径进行检测;通过自举方式并匹配电平移位电路对上桥电路进行驱动;考虑死区工作时间的影响等。依据电路设计指标,确定电路设计整体架构和外围结构并分析电路原理。其次,设计了驱动电路子电路:欠压锁定电路,检测下桥功率器件电压;自举电压钳位电路,防止自举二极管充电超过栅极最高上限;电平移位电路,匹配自举驱动方式;自举电压充电电路,控制充放电路径;死区时间控制电路,防止器件穿通烧毁。并对各个电路输出性能分别进行仿真。最后,基于Cadence电路设计仿真软件,采用0.18μm Bi CMOS工艺,结合子电路设计对整体驱动电路的开关特性和静态动态工作电流情况进行仿真。最后得到了1MHz下充放电1.3A/5A的驱动能力。