【经验】为何在谐振转换器里使用新一代超结硅MOSFET不是个好选择

时间： 2021-06-08 来源：即思创意

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本文要点：

· 输出电容损耗是谐振软开关技术中主要的开关损耗

· 在每个开关过程里，新一代超结硅MOSFET要比上一代耗散更多的能量

· 新一代超结硅MOSFET的滞后区域更大，且会随着dV/dt和峰值漏源电压的增加而增大

谐振转换技术被用于减少开关损耗，提高功率密度。输出电容损耗是谐振软开关过程中最主要的开关损耗。

由G. Zulauf等人发布在IEEE ISPSD（2018）和TPEL（2019）的两篇文章指出了新一代的超结硅MOSFET在相近的开态电阻下，其耗散的能量实际上要比上一代更多。文章列出的数据还指出了超结硅MOSFET的能量耗散值会随着频率的升高而增加。这意味着新一代超结硅MOSFET尽管具有更低的输出电容储能，但是它或许并不是十分适合用在高频动作的谐振拓扑结构中。

能量耗散指的是输出电容在每一次充放电过程中损失的能量。新一代超结硅MOSFET具有更小的超结单元尺寸，P柱间的N型漂移层具有更高的掺杂浓度，从而实现了减小晶圆尺寸和缩减成本的目的。由重庆大学的Z. Lin 发布在IEEE EDL（2019）上的一篇文章指出了超结硅MOSFET的这些特性或许会进一步增强器件的非线性特性，增大输出电荷-漏源电压曲线的滞后区域。在超结硅MOSFET中，输出电荷-漏源电压曲线的滞后区域会随着dV/dt的升高而扩大。由于在充放电过程中，滞后区域意味着能量损失，这就解释了为何新一代超结硅MOSFET的输出电容损耗会更高，同时还揭示了随着开关频率的升高（dV/dt值增加），能量耗散值也会随之增加的原因。

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