對于高壓開關電源應用,碳化硅或 SiC MOSFET 與傳統(tǒng)硅 MOSFET 和 IGBT 相比具有顯著的優(yōu)勢。 開關超過 1,000 V 的高壓電源軌并在數(shù)百 kHz 下運行并非易事,甚至超出了最好的超級結硅 MOSFET 的能力。 IGBT 很常用,但由于其“拖尾電流”和關斷速度慢,因此僅限于較低的工作頻率。 因此,硅 MOSFET 更適合較低電壓、高頻操作,而 IGBT 則更適合較高電壓、大電流、低頻應用。 SiC MOSFET 提供了高電壓、高頻、開關性能優(yōu)勢的最佳組合。 它們是電壓控制的場效應器件,能夠以低得多的電壓硅 MOSFET 的開關頻率或更高的開關頻率來開關與 IGBT 相同的高電壓。
SiC MOSFET 具有獨特的柵極驅(qū)動要求。 一般來說,它們在導通狀態(tài)期間需要 20?V、VDD 柵極驅(qū)動,以提供最低的導通電阻。 與硅對應物相比,它們表現(xiàn)出更低的跨導、更高的內(nèi)部柵極電阻,并且柵極導通閾值可以小于 2V。因此,在關斷期間必須將柵極拉至低于地電壓(通常為 -5V)。 狀態(tài)。 了解和優(yōu)化柵極驅(qū)動電路對可靠性和可實現(xiàn)的整體開關性能具有深遠的影響。
本文重點介紹了與 SiC MOSFET 相關的獨特器件特性。 將描述與最大化 SiC 開關性能的最佳柵極驅(qū)動設計相關的關鍵設計要求。 還將討論系統(tǒng)級考慮因素,例如啟動、故障保護和穩(wěn)態(tài)切換。
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