铈系列

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第18讲:SiC MOSFET的动态特性

来源:酷游九州    发布时间:2025-04-09 12:28:07

  本文详细的介绍了SiC MOSFET的动态特性。包括阈值电压特性、开通和关断特性及体二极管的反向恢复特性。此外,还应注意测试波形的准确性。SiC MOSFET的阈值电压(VGS(th))通常低于Si IGBT。降低阈值电压可降低SiC MOSFET的通态电阻。驱动SiC MOSFET需要对栅极施加负偏压,并仔细设计控制电路布线,这是为避免噪声干扰引起的故障。此外,阈值电压随着温度上升而降低(图1),因此建议在高温运行期间检查是不是有异常。

  2.开关特性图2显示了全SiC MOSFET模块(内部有反并联SBD)的开通波形。SBD是一种单极性器件,具有微乎其微的反向恢复电流。因此,SiC MOSFET开通电流上不会叠加对管的反向恢复电流,因此开通损耗很小。

  图3显示了全SiC MOSFET模块的关断波形。同样的,SiC MOSFET是单极性器件,在关断时没有剩余电荷产生的拖尾电流,因此关断损耗也很小。另外,SiC MOSFET的开通和关断损耗与温度的相关性非常小,因此与Si IGBT模块相比,开关损耗降低效果非常明显,特别是在高温下。

  3.体二极管反向导通特性SiC MOSFET体二极管是一个PIN二极管,其由导通到截止,会产生反向恢复。随着温度上升,反向恢复电荷和反向恢复峰值电流都会增加。图4为SiC MOSFET模块FMF600DXE-34BN体二极管在25℃时的反向恢复波形,图5为150℃时的反向恢复波形。高温下载流子寿命变长,电导率调制引起的载流子浓度增加,由此产生更明显的反向恢复电流。

  4.测试需要注意的几点SiC MOSFET开关速度快,测试波形的准确性至关重要。例如,如果探头的接地引线较长,则可能由于探头的引线电感和寄生电容而出现噪声。在相同的条件下,图6是采用光学差分探头测量的开通波形,图7是常规无源探头测量的波形,能够准确的看出两者的波形差异巨大。因此有必要区分是装置的实际行为还是测量设备的影响。