設(shè)計(jì)柵極驅(qū)動(dòng)最主要是選擇柵極電壓電平，英飛凌infineon可以讓設(shè)計(jì)師選擇導(dǎo)通柵極電壓在18 V—15 V間，這樣開關(guān)配置具有最高的短路耐用性及載流能力。

并鼓勵(lì)設(shè)計(jì)師在0 V電壓下工作其分立MOS管場(chǎng)效應(yīng)管，這樣能簡(jiǎn)化柵極驅(qū)動(dòng)電路。

 

寄生開啟效應(yīng)

因柵極電感性及電容性引起的反饋，半導(dǎo)體開關(guān)不期望導(dǎo)通，CoolSiC MOS管場(chǎng)效應(yīng)管在實(shí)際使用時(shí)，我們要考慮通過(guò)Miller電容的電容反饋（如下電路圖）

 

開關(guān)S2體二極管傳導(dǎo)負(fù)載電流IL，直到高側(cè)開關(guān)S1導(dǎo)通。

負(fù)載電流換向S1后，S2漏源電壓開始增加，要拉低或抵消電壓關(guān)斷柵極電阻器，如果此電阻值不夠，那么此電壓有可能超過(guò)閾值電平，因此開關(guān)損耗增加或者是直通。

 

直通嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)再于操作條件及測(cè)量硬件，但是主要的是：高總線電壓，電壓陡峭上升，很高的結(jié)溫。此時(shí),導(dǎo)致柵極電壓上拉更強(qiáng)，閾值水平降低。

 

硬件：影響原因與CGD并聯(lián)的（寄生板電容+外部電容器），關(guān)斷柵極電壓，關(guān)斷柵極電阻。

 

門收費(fèi)特性：實(shí)際是靜態(tài)的

缺點(diǎn)：柵極電荷特性實(shí)際靜態(tài)，寄生導(dǎo)通動(dòng)態(tài)

特性測(cè)試：

條件：

關(guān)斷柵極電壓=0 V

TO-247 3引腳+4引腳封裝

1200 V / 45mΩCoolSiC MOS管場(chǎng)效應(yīng)管寄生導(dǎo)通

半橋評(píng)估板配置如下電路圖（換流單元）

被測(cè)器件=低端開關(guān)，dv / dt發(fā)生器=高端開關(guān)

高側(cè)器件導(dǎo)通時(shí)：低側(cè)器件上升漏極—源極間電壓致柵極電壓dvDS / dt，關(guān)斷柵極電阻越低，

寄生導(dǎo)通越小。

 

 

 

測(cè)度目的：確定給定測(cè)試用例臨界關(guān)斷柵極電阻值，與通過(guò)0Ω獲得參考波形比較，

 

致Q *下降10％的值是臨界柵極電阻，閾值水平為10％時(shí)，可獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，小的可忽略不計(jì)。

 

測(cè)試條件：

1200 V / 45mΩCoolSiC MOS管場(chǎng)效應(yīng)管

溫度100°C

RGoff值不同

黑色：0Ω  橙色：12Ω  紅色：22Ω

Q * rr =體二極管反向恢復(fù)電荷+半導(dǎo)體電容性電荷（布局+無(wú)源電荷）+寄生匝數(shù)電荷

如下圖

 

溫度不同，負(fù)載電流不同，電壓斜率不同

后者用高端開關(guān)S1的RGon進(jìn)行調(diào)整

測(cè)1200 V / 45mΩCoolSiC MOS管場(chǎng)效應(yīng)管臨界柵極電阻值與dvDS / dt的關(guān)系

測(cè)試條件：

OFFf柵極電壓=0 V

在800 V和0 A下獲得測(cè)量點(diǎn)

計(jì)算出趨勢(shì)線：虛線

 

 

表征結(jié)果

0負(fù)載電流，開關(guān)瞬變之前，被測(cè)電子元器件的體二極管沒(méi)有正向偏置，沒(méi)有二極管恢復(fù)發(fā)生，瞬變：電容充電及放電； 

寄生電感感應(yīng)電壓不起作用，TO-247與TO-247-4-pin封裝性能相同；

800 V+0 A得結(jié)果:

防止寄生導(dǎo)通，RGoff更低+dvDS / dt越高+溫度也越高

50 V / ns

溫度175°C

關(guān)斷柵極電壓=0 V

此時(shí)：也能防止寄生導(dǎo)通

如下圖

無(wú)法夠低水平選擇RGoff解決方案：

有源Miller鉗位功能驅(qū)動(dòng)器即可解決（如1EDC30I12MH）

 

負(fù)載電流較高時(shí)，S2體二極管—S1 MOS溝道硬換向

二極管反向恢復(fù)+感應(yīng)電壓存在：情況更復(fù)雜

下面三種效果起的作用：

1.體二極管的恢復(fù)減慢速度：平均dvDS / dt +通過(guò)寄生導(dǎo)通解決；

2.換向環(huán)路電感+電子元器件輸出電容間振蕩局部增加dvDS / dt；

3.TO-247封裝，通過(guò)S2公共源極端子產(chǎn)生的負(fù)反饋，使柵極電壓降低，來(lái)提高抗寄生導(dǎo)通強(qiáng)度；

 

綜上所訴，以上效果取決于硬件設(shè)置，條件：175°C+0A

1200 V碳化硅MOS管場(chǎng)效應(yīng)管技術(shù)比較圖

800 V + 15 A + 150°C

獲得：最小導(dǎo)通開關(guān)損耗

被測(cè)器件：標(biāo)稱通態(tài)電阻=60-80mΩ

柵極在18/0 V+4.7Ω工作

驅(qū)動(dòng)電壓18 / -5 V 下CoolSiC MOS管場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)損耗