碳化硅SiC MOSFET特性(2)

3.8 内部门极电阻
芯片内部门极电阻与门极电极材料的薄层阻抗和芯片尺寸相关。如果是相同的设计，芯片内部门极电阻与芯片尺寸呈反比例，芯片尺寸越小，门极电阻越大。SiC‐MOSFET 的芯片尺寸比Si 器件小，虽然结电容更小，但是同时门极电阻也就更大。1200V 80mΩ 的SiC‐MOSFET 产品的内部门极电阻大约为6.3Ω。
开关时间较大程度取决于外部门极电阻。为了实现快速开关，请确认好浪涌的状况，并选用几Ω左右的尽量小阻值的外部门极电阻。
3.9 门极驱动电路
SiC‐MOSFET 是一种易于驱动、驱动功率较少的常闭型・电压驱动型的开关器件。基本的驱动方法和IGBT 以及Si‐MOSFET 一样。推荐的驱动门极电压，ON 侧时为+18V 左右，OFF 侧时为0V。在要求高抗干扰性和快速开关的情况下，也可以施加‐3～‐5V 左右的负电压。
以下是采用ROHM 的驱动IC（BM6103FV‐C）并提供+18V/‐4V 电压时的电路图。当驱动大电流器件和功率模块时，推荐采用缓冲电路。
为了实现快速开关，外部门极电阻请选择几Ω 左右的低阻值。 3.10 体二极管的 Vf 和逆向导通
与Si‐MOSFET 一样，SiC‐MOSFET 体内也存在因PN 结而形成的体二极管（寄生二极管）。但是由于SiC 的带隙是Si 的3 倍，所以SiC‐MOSFET 的PN 二极管的开启电压大概是3V 左右，比较大，而且正向压降（Vf）也比较高。以往，当Si‐MOSFET 外置回流用的快速二极管时，由于体二极管和外置二极管的Vf 大小相等，为了防止朝向恢复慢的体二极管侧回流，必须在MOSFET 上串联低电压阻断二极管，这样的话，既增加了器件数量，也使导通损耗进一步恶化。然而，SiC‐MOSFET的体二极管的Vf 比回流用的快速二极管的Vf 还要高出很多，所以当逆向并联外置二极管时，不需要串联低压阻断二极管。文章来源：http://www.igbt8.com/js/152.html
体二极管的Vf 比较高，这一问题可以通过如同期整流一样向门极输入导通信号使其逆向导通来降低。逆变驱动时，回流侧的臂上多数是在死区时间结束之后输入门极导通信号（请确认使用中的CPU 的动作），体二极管的通电只在死区时间期间发生，之后基本上是经由沟道逆向流过。因此，即使在只由MOSFET（无逆向并联的SBD）构成的桥式电路中，体二极管的Vf 较高也没有问题。另外，恢复特性如3.11 节所述非常快速。
源极到漏极的电流路径 3.11 体二极管的恢复特性
SiC‐MOSFET 的体二极管虽然是PN 二极管，但是少数载流子寿命较短，所以基本上没有出现少数载流子的积聚效果，与SBD 一样具有超快速恢复性能（几十ns）。因此Si‐MOSFET 的体二极管与IGBT 外置的FRD 相比，其恢复损耗可以减少到IGBT 外置的FRD 的几分之一到几十分之一。
体二极管的恢复时间与SBD 相同，是恒定的，不受正向输入电流If 的影响（dI/dt 恒定的情况下）。在逆变器应用中，即使只由MOSFET 构成桥式电路，也能够实现非常小的恢复损耗，同时还预期
可以减少因恢复电流而产生的噪音，达到降噪。