Page 47 - 縱橫半導體檢測—TOF-SIMS扮演要角

DESIGN IDEAS
(a) (b)
圖3:功率晶體(a)短路截止(b)負電壓等效電路及電壓/電流波形。
圖4:不同負載電流下切換損耗值與負電壓驅動 電壓的模擬結果。
圖5:從導通電阻及閘極臨電壓漂移量來看最大適用的閘極導通及截止電壓。
面式SiC功率晶體在推廣的過程經 常強調驅動電路中負電壓的使用， 以避免閘極臨界電壓的誤觸發造 成功率晶體燒毀，當設計者選用 具有約2V閘極臨界電壓的平面式 SiC功率晶體時，憂心低閘極臨界 電壓造成功率晶體的誤動作，誤 以為任何一種電路都必須使用負 電壓驅動，額外增加了電路的複雜 度及成本。
為0A，截止速度受限。反之，如圖 3(b)所示，為功率晶體採用負電 壓截止的方式，當功率晶體的VGS 電壓接近0V時，放電電流仍然具有 一定電流準位，這使功率晶體在截 止過程中具有加速關斷的作用，能 降低關斷損耗。
大會造成更快的截止速度，在考 慮截止時的汲-源級(VDS)電壓尖波 時，負截止電壓並非愈大愈好，驅 動電阻也必須同步加大。
從原理而言，使用負電壓驅動 確實能提高截止時切換速度，降低 功率晶體的截止損耗，如圖3(a)所 示，為功率晶體採用傳統短路截 止的方式，當功率晶體的VGS電壓 接近0V時，放電電流(ISINK)也接近
使用IMZA65R027M1H的參數 進行模擬，得到結果如圖4所示。 同樣使用3.5Ω驅動電阻與傳統的 短路截止驅動電路相比，採用-5V 的截止驅動電壓，可以改善25% 的切換損耗;當採用5.6Ω的驅動 電阻，無論採用-2V或是-5V截止驅 動電壓，最大可以改善13%的切換 損耗。值得注意的是，當負電壓愈
另一方面，從SiC功率晶體來 看，當負截止電壓愈大時，會對閘 極臨界電壓漂移產生更大的影響， 因此建議使用負截止電壓最大不 要超過-2V，在長時間使用後雖有 閘極臨界電壓的漂移，但其導通 電阻的漂移可以控制在8%之內， 仍然符合資料手冊內導通電阻的 最大值，如圖5所示。
SiC功率晶體的驅動電路設 計除了考慮元件本身的參數、採用 適當的驅動電壓，還必須依照其
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