設計柵極驅(qū)動最主要是選擇柵極電壓電平，英飛凌infineon可以讓設計師選擇導通柵極電壓在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。

并鼓勵設計師在0 V電壓下工作其分立MOS管場效應管，這樣能簡化柵極驅(qū)動電路。

 

寄生開啟效應

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

 

開關(guān)S2體二極管傳導負載電流IL，直到高側(cè)開關(guān)S1導通。

負載電流換向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閾值電平，因此開關(guān)損耗增加或者是直通。

 

直通嚴重風險再于操作條件及測量硬件，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,導致柵極電壓上拉更強，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。

 

門收費特性：實際是靜態(tài)的

缺點：柵極電荷特性實際靜態(tài)，寄生導通動態(tài)

特性測試：

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管場效應管寄生導通

半橋評估板配置如下電路圖（換流單元）

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

高側(cè)器件導通時：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，

寄生導通越小。

 

 

 

測度目的：確定給定測試用例臨界關(guān)斷柵極電阻值，與通過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，可獲得測量數(shù)據(jù)，小的可忽略不計。

 

測試條件：

1200 V / 45mΩCoolSiC MOS管場效應管

溫度100°C

RGoff值不同

黑色：0Ω  橙色：12Ω  紅色：22Ω

Q * rr =體二極管反向恢復電荷+半導體電容性電荷（布局+無源電荷）+寄生匝數(shù)電荷

如下圖

 

溫度不同，負載電流不同，電壓斜率不同

后者用高端開關(guān)S1的RGon進行調(diào)整

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

測試條件：

OFFf柵極電壓=0 V

在800 V和0 A下獲得測量點

計算出趨勢線：虛線

 

 

表征結(jié)果

0負載電流，開關(guān)瞬變之前，被測電子元器件的體二極管沒有正向偏置，沒有二極管恢復發(fā)生，瞬變：電容充電及放電； 

寄生電感感應電壓不起作用，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：也能防止寄生導通

如下圖

無法夠低水平選擇RGoff解決方案：

有源Miller鉗位功能驅(qū)動器即可解決（如1EDC30I12MH）

 

負載電流較高時，S2體二極管—S1 MOS溝道硬換向

二極管反向恢復+感應電壓存在：情況更復雜

下面三種效果起的作用：

1.體二極管的恢復減慢速度：平均dvDS / dt +通過寄生導通解決；

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S2公共源極端子產(chǎn)生的負反饋，使柵極電壓降低，來提高抗寄生導通強度；

 

綜上所訴，以上效果取決于硬件設置，條件：175°C+0A

1200 V碳化硅MOS管場效應管技術(shù)比較圖

800 V + 15 A + 150°C

獲得：最小導通開關(guān)損耗

被測器件：標稱通態(tài)電阻=60-80mΩ

柵極在18/0 V+4.7Ω工作

驅(qū)動電壓18 / -5 V 下CoolSiC MOS管場效應管開關(guān)損耗