功率MOSFET的寄生导通行为和抑制方法
本文中瑶芯微将与大家分享功率MOSFET的寄生导通行为和抑制方法。
SiC MOSFET和SJ-MOSFET：
SiC MOSFET和Super Junction MOSFET（简称SJ MOS）都是高速功率器件，经常被应用于大功率AC-DC电源、电动汽车充电桩、OBC等高频应用场合。较低的导通电阻和高速开关特性，获得较低的导通损耗和开关损耗，助力电源获得越来越高的功率密度，更小的体积，更高的效率，助力降低碳排放。
寄身导通产生的原因：
SJ和SiC MOSFET在大功率电力电子应用中，常常应用于桥式电路，如下图1所示的OBC为例：
硬开关，或在软开关电路的状态，在多数场景是软开关ZVS，但在启机，环路调整和负载变化时，MOSFET会短暂工作在硬开关状态（非ZVS模式），且上述应用多数追求成本最优，使用0V关断而非负压，因此器件的寄生参数Cgd会给器件带来误开通的风险：
（1)通过米勒电容导通，如图2所示：
低边MOS S2的体二极管为电感电流IL续流，当下一周期高边MOS开通时负载电流换流至S1，S1的DS电压下降，同时S2的DS电压上升，在这个阶段，DS电压上升通过米勒电容Cgd充电，门极电压Vgs被抬高，栅极关断电阻试图抵消并拉低电压。但如果电阻值不够低，则栅极电压可能超过阈值水平，从而导致直通、增加开关损耗甚至损坏器件的情况发生。
直通事件的风险和严重程度取决于特定的运行工况和驱动设计。高母线电压、高dVds/dt和高结温是最关键的工作点。高dVds/dt会更严重地拉高栅极Vgs电压，高运行结温会降低Vgsth电压。驱动方面的主要影响因素是：与Cgd并联的电路板寄生电容，与Cgs并联的外部电容，栅极关断电压，栅极外部开通和关断电阻：
（2)通过杂散电感导通，如图4所示：
当S1开通时，负载电流从D2续流的电流要换流至MOS S1，并且D2伴随反向恢复，反向恢复电流流经S极杂散电感，电流下降时感应出负压，如果负压绝对值超过MOS的阈值电压则S2发生寄生导通。
解决方案建议：
按照上述公式，抑制米勒导通和杂散电感导通有以下几个方法：
●增加开通电阻Rgon，或者增加磁珠L，降低开通速度来减小和减小didt
●外部驱动电阻Rgon和Rgoff分开，减小Rgoff有助于抑制米勒导通（Rgoff不可过小，防止关断过快di/dt过高导致MOS Vds过高失效）
●增加额外门极GS电容Cg，为了抑制震荡可以增加Rs电阻。外加的电容也来自经验，并且减小驱动G-S PCB Layout环路面积能进一步减小震荡
●使用负压驱动，并且适当增加负压Vgs_off来抑制米勒导通
●使用带有动态米勒钳位的驱动芯片，有效钳制门极电压
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由玉鹤甘茗转载自瑶芯微电子公众号，原文标题为:技术分享 | 功率MOSFET的寄生导通行为和抑制方法，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关研发服务和供应服务
相关推荐
技术分享 | 解析SiC MOSFET串扰特性
随着SiC MOSFET开关频率的不断增加，在半桥结构（如逆变电路、全桥电路等）桥臂串扰现象越发严重，易造成桥臂直通短路或影响可靠性，限制了SiC MOSFET开关频率及系统功率密度进一步提高。本文瑶芯微将为您解析SiC MOSFET串扰特性。
瑶芯推出最新新能源车、光储、充电桩及各类电源的功率器件解决方案
作为国内领先的功率器件和数模混合信号链IC产品供应商，瑶芯推出最新新能源车、光储、充电桩及各类电源的功率器件解决方案，覆盖低压SGT MOS、高压SJ MOS、IGBT和SiC MOSFET系列。
华润微电子SJ MOS和SiC二极管器件满足充电桩高效率和高功率密度的性能要求
华润微电子针对充电桩、大功率电源等应用开发的的第四代、第五代SJ MOS，采用先进的多层外延技术，优化了元胞结构，具有电流能力强，短路能力好的特点。另外，新材料SiC二极管器件，具有导通损耗小，开关损耗小，抗雷击浪涌能力强的特性，在应用上更能满足充电桩高效率和高功率密度的性能要求。
中瑞宏芯SiC MOSFET器件在电焊机中的应用及优势
SiC MOSFET器件在电焊机应用中的优势主要体现在提高效率、降低成本、增强便携性、提高可靠性和耐压高等方面。中瑞宏芯的SiC MOSFET以其高效能、高频率和出色的高温性能，可将开关频率提升至100kHz以上，并已成功开发并量产了多个低开关损耗产品系列，为电焊机行业带来革命性变革，成为现代智能制造的优选方案。
解析图腾柱无桥PFC中碳化硅器件的应用
图腾柱无桥PFC，具有元件数量少、共模噪声低等特点。而SiC器件具备反向恢复性能好、耐高温、开关速度快等优势，因此在车载OBC、通信电源、UPS及高频DC-DC等领域有大量项目采用图腾柱无桥PFC替代传统的PFC或交错并联PFC。
【元件】瞻芯电子TC3Pak顶部散热封装SiC MOSFET，高频开关、低损耗，助力高效高密电源设计
为了满足高密度的功率变换的需求，瞻芯电子推出2款新型TC3Pak（Topside Cooling D3Pak）顶部散热型、表面贴封装1200V碳化硅（SiC）MOSFET产品，具有低损耗、散热性强等特点，让系统设计更紧凑、更高效，组装时能自动化生产。
【视频】瑶芯微中低压MOS、高压SJ MOS等产品介绍及应用案例分享
型号- AKC65N065045TM,AKG4N008TM-A,AKG4N009DAM-A,AKCK2M040WAMH-A,AKG4N008GM-A,AKBK2A040WHH
ASC300N1200MEP2B 1200V SiC MOSFET模块
描述- 本文档介绍了ASC300N1200MEP2B这款1200V SiC MOSFET模块。该产品具有高电流密度、低感设计、低开关损耗和高频操作等特点，适用于高频切换应用、DC/DC转换器、电机驱动、伺服驱动、不间断电源系统和光伏系统等领域。
型号- ASC300N1200MEP2B
【元件】扬杰科技新推出用于光伏逆变、充电桩、电源等的SiC MOSFET，采用开尔文接触，工作温度175℃
扬杰科技近日推出了一系列TO-263-7L、TOLL、T2PAK产品，产品均采用开尔文接触，明显减少了开关时间，降低了开关损耗，支持更高频率的应用与动态响应；同时相比插脚器件降低了电路板空间，增加了电路板的集成化，非常适合应用于高功率密度和高效率电力电子变换系统。
瑶芯碳化硅功率MOSFET AK1CK2M040WAM-A用于车载充电器，可匹配绝大多数驱动方案
瑶芯微推出的AK1CK2M040WAM-A碳化硅功率MOSFET漏源之间最大耐压值可达1200V，足以满足OBC应用需求。同时还有着较低的导通电阻，栅-源控制电压为15V时导通电阻仅有40mΩ，这显著降低了导通损耗和开关损耗，从而提高了OBC的整体效率。
【元件】瑶芯新一代1200V G4.5碳化硅MOSFET，持续赋能新能源产业高速发展
瑶芯微电子科技推出了1200V G4.5 SiC MOSFET系列，提升了导通电阻和动态性能，适用于高压应用如OBC。新一代G5产品即将推出，预计进一步降低导通电阻。1200V G4.5平台在多个性能指标上优于前代，提高了效率和性能。公司还提供MEMS传感器和信号链IC，服务于多个应用领域。
B2M065120T SiC MOSFET
描述- 本资料详细介绍了B2M065120T型号的SiC MOSFET产品，包括其产品概述、特性、应用领域、最大额定值、电气特性、封装特性、热特性、开关特性、典型性能、封装尺寸和修订历史。该产品适用于高频率操作，具有高功率密度和低热沉要求。
型号- B2M065120T
【应用】1200V/160mΩ的SiC MOSFET助力双向OBC小型化设计，可实现300KHz开关频率
本文推荐Littelfuse的SiC MOSFET LSIC1MO120E0160，耐压1200V，导通电阻160mΩ，助力双向OBC设计。可实现300KHz的开关频率，设计时可减小变压器体积，实现OBC小型化需求，此外产品本身具有高可靠性。
瑶芯微碳化硅功率MOSFET AK1CK2M040WAM可用于车载充电器，低阻值低损耗更具性价比
车载充电器（OBC）作为连接电动汽车与电网的关键组件，其销售额也在迅速增长，2024年第一季度装机量达到了170.12万套，同比增长42.68%。车载充电器可以直接从电源插座接收电力，为电动汽车提供便捷的充电方式，相比于车外充电器，OBC因尺寸和成本等限制，对效率和可靠性的要求更高。瑶芯微碳化硅功率MOSFET AK1CK2M040WAM可用于车载充电器，低阻值低损耗更具性价比。
B2M040120T SiC MOSFET
描述- 本资料详细介绍了B2M040120T型号的SiC MOSFET产品，包括其产品概述、特性、应用领域、最大额定值、电气特性、封装特性、热特性、开关特性、典型性能、封装尺寸和修订历史。该产品适用于高频率操作，具有高阻断电压、低导通电阻和低电容等特点，适用于开关电源、微逆变器、太阳能逆变器、电机驱动器、DC/DC转换器和OBC等领域。
型号- B2M040120T
电子商城
现货市场
服务
可根据用户的MOSFET管进行参数检测出具报告，静态参数最大电压:7500V、检测最大电流6000A；动态参数最大电压:3300V、检测最大电流:4500A。该测试标准满足GB、IEC及行业标准等，具备可靠性评估及老化实验能力。
实验室地址： 西安 提交需求>
可定制射频隔离器/环行器（10M-40GHz），双工器/三工器（30MHz/850MHz-20GHz），滤波器（DC-20GHz），功分器，同轴负载，同轴衰减器等射频器件；可定制频率覆盖DC~110GHz，功率最高20KW。
最小起订量： 1 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论