SiC MOSFET的跨導(dǎo)gm影響分析
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SiC MOSFET和Si的器件相比有很多區(qū)別,其中跨導(dǎo)gm差異是一個(gè)重要的差異,通常來(lái)說(shuō)SiC MOSFET的跨導(dǎo)相對(duì)傳統(tǒng)Si MOSFET或者Si IGBT來(lái)說(shuō)更小,根據(jù)跨導(dǎo)的定義,如下所示,
這個(gè)gm和Vds也有一定關(guān)系,它代表MOSFET轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率,即VGS電壓對(duì)漏極電流控制的能力,可以認(rèn)為是表征MOSFET增益的一個(gè)參數(shù)。除了通過(guò)器件制造工藝來(lái)提升SiC MOSFET 還可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓的適當(dāng)設(shè)計(jì)提高gm.
傳統(tǒng)Si MOSFET的較大,它可以方便的采用低的門級(jí)電壓來(lái)達(dá)到器件飽和,通過(guò)低的門級(jí)電壓獲得較優(yōu)化的Rdson是比較容易的。
而SiC MOSFET的較小,那么就需要用高的VGS電壓來(lái)迅速的將它從OFF狀態(tài)轉(zhuǎn)換到線性狀態(tài),最終到飽和狀態(tài),這個(gè)快速的轉(zhuǎn)換有助于降低開(kāi)通轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損耗。
SiC MOSFET這樣的特性導(dǎo)致,在過(guò)載情況下容易產(chǎn)生退飽和的現(xiàn)象,而根據(jù)SiC MOSFET本身的特性,它的門級(jí)電荷較小,所以結(jié)合較高的驅(qū)動(dòng)電壓VGS,也可以實(shí)現(xiàn)快速的導(dǎo)通轉(zhuǎn)換時(shí)間,以此降低器件的非飽和時(shí)間的停留。
在硬開(kāi)關(guān)拓?fù)渲?,開(kāi)關(guān)頻率如果很高的話,由于漏極節(jié)點(diǎn)很高的dv/dt很容易產(chǎn)生漏極Vds高頻噪聲,以半橋開(kāi)關(guān)為例,如圖1所示,當(dāng)上管開(kāi)通時(shí),下管處于關(guān)斷瞬間,漏極電壓VDS通過(guò)寄生米勒電容Cgd很容易傳導(dǎo)到門級(jí)一個(gè)電壓,這個(gè)電壓可能會(huì)導(dǎo)致下管超過(guò)VGS,th而誤開(kāi)通,如果關(guān)斷采用負(fù)電壓的話,可以保持在關(guān)斷中產(chǎn)生較大的負(fù)電壓方向轉(zhuǎn)換率,那么這會(huì)產(chǎn)生快速關(guān)機(jī)時(shí)間的效果,減小關(guān)機(jī)時(shí)間及關(guān)斷損耗的同時(shí),提高門級(jí)對(duì)噪聲的敏感度。
圖1 米勒效應(yīng)及關(guān)機(jī)電路





