通過雙脈沖測試評估MOSFET的反向恢復(fù)特性

 

上一篇文章中通過標(biāo)準(zhǔn)型且具有快恢復(fù)特性的SJ MOSFET的雙脈沖測試，介紹了“在橋式電路中，恢復(fù)特性可通過使用高速M(fèi)OSFET來降低損耗，但是在某些情況下，即使使用高速M(fèi)OSFET也無法降低導(dǎo)通損耗”。本文就其中一個原因即誤啟動現(xiàn)象進(jìn)行說明。

 

什么是誤啟動現(xiàn)象

 

誤啟動是因MOSFET的各柵極電容（CGD,CGS）和RG引起的現(xiàn)象，在串聯(lián)2個MOSFET的橋式電路中，當(dāng)位于開關(guān)側(cè)的MOSFET導(dǎo)通（Turn-on）時，在原本為OFF狀態(tài)的續(xù)流側(cè)MOSFET發(fā)生了不應(yīng)發(fā)生的導(dǎo)通，導(dǎo)致直通電流流過，損耗增大。

 

誤啟動的發(fā)生機(jī)制

 

本圖與在“什么是雙脈沖測試?”中用于說明的圖是同一幅圖，圖中給出了雙脈沖測試的基本工作。

 

 

從工作②轉(zhuǎn)換為工作③時，高邊Q1的Drain-Source間電壓VDS_H從0V急劇變?yōu)閂i。由于此時產(chǎn)生的dVDS_H/dt（單位時間內(nèi)的電壓變化) ，使電流流過CGD_H、CGS_H和RG_H。如果此電流導(dǎo)致CGS_H的電壓上升、VGS_H超過MOSFET的柵極閾值，則MOSFET將發(fā)生不應(yīng)發(fā)生的導(dǎo)通。我們將該現(xiàn)象稱為誤啟動，發(fā)生誤啟動時，高壓側(cè)Q1和低壓側(cè)Q2之間會流過直通電流。下圖是展示了因體二極管的反向恢復(fù)電流和誤啟動而引發(fā)直通電流的示意圖。

 

 

由于逆變器電路和Totem Pole PFC電路等是串聯(lián)了2個MOSFET的橋式電路，因此不僅會出現(xiàn)反向恢復(fù)損耗，而且還可能因誤啟動引起的直通電流導(dǎo)致導(dǎo)通損耗增大。

 

上一篇文章中提到的評估中使用的R6030JNZ4（PrestoMOS™），已證實(shí)其導(dǎo)通損耗比其他快恢復(fù)型SJ MOSFET要小。這不僅僅是因?yàn)槠浠謴?fù)特性出色，更是因?yàn)閷Ω鳀艠O電容之比進(jìn)行了優(yōu)化，并采用了可抑制誤啟動的結(jié)構(gòu)。

 

關(guān)鍵要點(diǎn)

 

●    橋式電路中的誤啟動是指由于MOSFET的VDS急劇變化引發(fā)VGS的波動，從而導(dǎo)致MOSFET發(fā)生意外導(dǎo)通的現(xiàn)象。

●    當(dāng)誤啟動引發(fā)了直通電流時，導(dǎo)通損耗會增加，因此有時候即使恢復(fù)特性出色也未必能夠獲得理想的損耗降低效果。

 

 

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