LS MOSFET低邊開關關斷時的柵極 – 源極間電壓的動作

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2024-05-09 14:00:29 857

下面是表示LS MOSFET關斷時的電流動作的等效電路和波形示意圖。與導通時的做法一樣，為各事件進行了(IV)、(V)、(VI)編號。與導通時相比，只是VDS和ID變化的順序發生了改變，其他基本動作是一樣的。與導通時的事件之間的對應關系如下：

低邊開關關斷時的柵極 – 源極間電壓的動作示例低邊開關關斷時的柵極 – 源極間電壓的動作波形

dVDS/dt帶來的LS的VGS上升和HS的VGS負浪涌（波形示意圖T4）是事件(IV)。波形示意圖的T4周期結束時，公式（1）所示的ICGD1消失時發生的浪涌是事件(V)。公式（1）與之前使用的公式相同。

隨后，漏極電流發生變化（波形示意圖T6），并發生公式（2）所示的LSOURCE引起的電動勢，電流如等效電路的事件(VI)中所示流動。公式（2）也與之前使用的公式相同。

VSOURCE計算

ICGD計算

可以看出的動作是，由于該電流以源極側為負極向MOSFET的CGS充電，因此在HS側將VGS推高，在LS側將VGS向正極側拉升，以防止VGS下降。結果就產生了波形示意圖所示的VGS動作。波形示意圖中VGS的虛線表示理想的電壓波形。

外置柵極電阻的影響

下面是SiC MOSFET橋式結構的LS關斷時的雙脈沖測試結果。（a）波形圖的外置柵極電阻RG_EXT為0Ω時，（b）為10Ω。圖中的(IV)、(V)、(VI)即前面提到的事件。

SiC MOSFET橋式結構的LS關斷時的雙脈沖測試結果

如波形圖所示，可以看到事件（V）的浪涌非常明顯。

盡管由VDS的變化引起的事件（IV）的影響很小，但由于HS中事件（IV）引起的負浪涌常常會超過額定值，在這種情況下，就需要對電路采取相應的措施。要想減少這種關斷時的HS負浪涌，需要減小HS柵極電阻RG_EXT。然而，需要注意的是，在上一篇文章介紹過的常用柵極電阻調節電路中，事件（IV）在電阻值高的RG_ON側較為突出。

關于由事件(VI)引起的VGS抬升，由于該時刻正好在關斷（Turn-off）結束之前，所以即使HS進入導通（Turn-on）動作，SiC MOSFET橋式結構的LS也已經被關斷，幾乎不會造成什么問題。

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