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电子发烧友网>电子资料下载>电子论文>半导体威廉希尔官方网站 论文>SiC MOSFET器件应该如何选取驱动负压

SiC MOSFET器件应该如何选取驱动负压

2020-07-20 | docx | 0.38 MB | 次下载 | 5积分

资料介绍

  近年来,宽禁带半导体SiC器件得到了广泛重视与发展。SiC MOSFET与Si MOSFET在特定的工作条件下会表现出不同的特性,其中重要的一条是SiC MOSFET在长期的门极电应力下会产生阈值漂移现象。本文阐述了如何通过调整门极驱动负压,来限制SiC MOSFET阈值漂移的方法。

  1. Vth漂移现象

  由于宽禁带半导体SiC的固有特征,以及不同于Si材料的半导体氧化层界面特性,会引起阈值电压变化以及漂移现象。为了理解这些差异,解释这些差异与材料本身特性的关系,评估其对应用、系统的影响,需要更多的研究及探索。

  就静态门极偏置而言,针对Si器件阈值特性的标准测试流程并不适用于SiC MOSFET。因此,一种新的测试方法——测试-偏置-测试——被用来评估SiC MOSFET的BTI(Bias-Temperature Instabilities,偏压温度不稳定性)特性。它可以区分可恢复的Vth漂移以及永久性的阈值漂移。这种测量威廉希尔官方网站 已经用来对最新发布的SiC MOSFET的阈值稳定性进行了深度研究。

  数据显示,长期的开关应力会引起Vth的缓慢增加。这一现象,在不同品牌、不同威廉希尔官方网站 的SiC MOSFET上均可以观测到。相同偏置条件下不同器件的Vth漂移值是相似的。Vth上升会引起Rds(on)的轻微上升,长期影响是通态损耗会增加。

  需要注意的是,器件的基本功能不会被影响,主要有:

  1、耐压能力不会受影响

  2、器件的可靠性等级,如抗宇宙射线能力,抵抗湿气的能力等不会受影响。

  3、Vth漂移会对总的开关损耗有轻微影响

  影响Vth漂移的参数主要包括:

  1、开关次数,包括开关频率与操作时间

  2、驱动电压,主要是Vgs(off)

  以下参数对开关操作引起的Vth漂移没有影响

  1、结温

  2、漏源电压

  3、漏极电流

  4、dv/dt, di/dt

  2. Vth漂移对应用的影响

  长期来看,对于给定的Vgs, 阈值漂移的主要影响在于会增加Rds(on)。通常来说,增加Rds(on)会增加导通损耗,进而增加结温。在计算功率循环时,需要把这个增加的结温也考虑进去。

  结温的增加是否需要格外重视取决于实际应用及工况。在很多案例中,即便是20年工作寿命到期后,结温的增加仍然可以忽略不计。然而在另一些应用中结温的增加可能就会很重要。因此,在这种情况下,就需要根据下述的设计指导进行驱动电压选择。

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