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        第18講:SiC MOSFET的動(dòng)態(tài)特性

        作者: 時(shí)間:2025-04-08 來源:三菱電機(jī) 收藏

        本文詳細(xì)介紹了SiC MOSFET的動(dòng)態(tài)特性。包括閾值電壓特性、開通和關(guān)斷特性以及體二極管的反向恢復(fù)特性。此外,還應(yīng)注意測試波形的準(zhǔn)確性。
        1. 閾值電壓特性
        SiC MOSFET的閾值電壓(VGS(th))通常低于Si IGBT。降低閾值電壓可降低SiC MOSFET的通態(tài)電阻。驅(qū)動(dòng)SiC MOSFET需要對柵極施加負(fù)偏壓,并仔細(xì)設(shè)計(jì)控制電路布線,這是為了防止噪聲干擾引起的故障。此外,閾值電壓隨著溫度升高而降低(圖1),因此建議在高溫運(yùn)行期間檢查是否有異常。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/202504/469138.htm

        第18講:SiC MOSFET的動(dòng)態(tài)特性

        圖1:SiC MOSFET(FMF600DXZ-24B)閾值電壓隨溫度變化趨勢

        2. 開關(guān)特性
        圖2顯示了全SiC MOSFET模塊(內(nèi)部有反并聯(lián)SBD)的開通波形。SBD是一種單極性器件,具有微乎其微的反向恢復(fù)電流。因此,SiC MOSFET開通電流上不會(huì)疊加對管的反向恢復(fù)電流,因此開通損耗很小。


        第18講:SiC MOSFET的動(dòng)態(tài)特性

        圖2:SiC MOSFET(FMF600DXZ-24B)開通波形

        圖3顯示了全SiC MOSFET模塊的關(guān)斷波形。同樣的,SiC MOSFET是單極性器件,在關(guān)斷時(shí)沒有剩余電荷產(chǎn)生的拖尾電流,因此關(guān)斷損耗也很小。
        另外,SiC MOSFET的開通和關(guān)斷損耗與溫度的相關(guān)性非常小,因此與Si IGBT模塊相比,開關(guān)損耗降低效果顯著,特別是在高溫下。

         圖3:SiC MOSFET(FMF600DXZ-24B)關(guān)斷波形  3. 體二極管反向?qū)ㄌ匦? SiC MOSFET體二極管是一個(gè)PIN二極管,其由導(dǎo)通到截止,會(huì)產(chǎn)生反向恢復(fù)。隨著溫度升高,反向恢復(fù)電荷和反向恢復(fù)峰值電流都會(huì)增加。圖4為SiC MOSFET模塊FMF600DXE-34BN體二極管在25℃時(shí)的反向恢復(fù)波形,圖5為150℃時(shí)的反向恢復(fù)波形。高溫下載流子壽命變長,電導(dǎo)率調(diào)制引起的載流子濃度增加,從而產(chǎn)生更明顯的反向恢復(fù)電流。

        圖3:SiC MOSFET(FMF600DXZ-24B)關(guān)斷波形

        3. 體二極管反向?qū)ㄌ匦?br/>SiC MOSFET體二極管是一個(gè)PIN二極管,其由導(dǎo)通到截止,會(huì)產(chǎn)生反向恢復(fù)。隨著溫度升高,反向恢復(fù)電荷和反向恢復(fù)峰值電流都會(huì)增加。圖4為SiC MOSFET模塊FMF600DXE-34BN體二極管在25℃時(shí)的反向恢復(fù)波形,圖5為150℃時(shí)的反向恢復(fù)波形。高溫下載流子壽命變長,電導(dǎo)率調(diào)制引起的載流子濃度增加,從而產(chǎn)生更明顯的反向恢復(fù)電流。


        第18講:SiC MOSFET的動(dòng)態(tài)特性

        圖4:SiC MOSFET(FMF600DXE-34BN)體二極管反向恢復(fù)波形(25℃)


         圖3:SiC MOSFET(FMF600DXZ-24B)關(guān)斷波形  3. 體二極管反向?qū)ㄌ匦? SiC MOSFET體二極管是一個(gè)PIN二極管,其由導(dǎo)通到截止,會(huì)產(chǎn)生反向恢復(fù)。隨著溫度升高,反向恢復(fù)電荷和反向恢復(fù)峰值電流都會(huì)增加。圖4為SiC MOSFET模塊FMF600DXE-34BN體二極管在25℃時(shí)的反向恢復(fù)波形,圖5為150℃時(shí)的反向恢復(fù)波形。高溫下載流子壽命變長,電導(dǎo)率調(diào)制引起的載流子濃度增加,從而產(chǎn)生更明顯的反向恢復(fù)電流。

        圖5:SiC MOSFET(FMF600DXE-34BN)體二極管反向恢復(fù)波形(150℃)

        4. 測試注意事項(xiàng)
        SiC MOSFET開關(guān)速度快,測試波形的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。例如,如果探頭的接地引線較長,則可能由于探頭的引線電感和寄生電容而出現(xiàn)噪聲。在相同的條件下,圖6是采用光學(xué)差分探頭測量的開通波形,圖7是常規(guī)無源探頭測量的波形,可以看出兩者的波形差異巨大。因此有必要區(qū)分是裝置的實(shí)際行為還是測量設(shè)備的影響。


         圖3:SiC MOSFET(FMF600DXZ-24B)關(guān)斷波形  3. 體二極管反向?qū)ㄌ匦? SiC MOSFET體二極管是一個(gè)PIN二極管,其由導(dǎo)通到截止,會(huì)產(chǎn)生反向恢復(fù)。隨著溫度升高,反向恢復(fù)電荷和反向恢復(fù)峰值電流都會(huì)增加。圖4為SiC MOSFET模塊FMF600DXE-34BN體二極管在25℃時(shí)的反向恢復(fù)波形,圖5為150℃時(shí)的反向恢復(fù)波形。高溫下載流子壽命變長,電導(dǎo)率調(diào)制引起的載流子濃度增加,從而產(chǎn)生更明顯的反向恢復(fù)電流。

        圖6:光學(xué)差分探頭測量的開通波形

         圖3:SiC MOSFET(FMF600DXZ-24B)關(guān)斷波形  3. 體二極管反向?qū)ㄌ匦? SiC MOSFET體二極管是一個(gè)PIN二極管,其由導(dǎo)通到截止,會(huì)產(chǎn)生反向恢復(fù)。隨著溫度升高,反向恢復(fù)電荷和反向恢復(fù)峰值電流都會(huì)增加。圖4為SiC MOSFET模塊FMF600DXE-34BN體二極管在25℃時(shí)的反向恢復(fù)波形,圖5為150℃時(shí)的反向恢復(fù)波形。高溫下載流子壽命變長,電導(dǎo)率調(diào)制引起的載流子濃度增加,從而產(chǎn)生更明顯的反向恢復(fù)電流。

        圖7:常規(guī)無源探頭測量的開通波形



        關(guān)鍵詞: 三菱電機(jī)

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