“栅极误导通”的抑制方法
栅极误导通的对策方法有三种。
①是通过将Vgs降至负电压(而非0V),使Vgs即使上升也不会达到阈值的增加余量方法。这种方法需要负的栅极驱动电压,所以栅极驱动器的电源要使用+18V/-3V这样的不对称的两个电源。在这种情况下,需要将负电压设置为不超过Vgs的最大额定值。
②是在栅极-源极间增加外置电容器,降低阻抗,抑制栅极电位升高的方法。这里需要注意的是CGS也会造成损耗,因而需要适当的电容。
③是在栅极-源极间增加米勒钳位用MOSFET的方法。通过在SiC-MOSFET关断时导通该MOSFET,强制使Vgs接近0V,从而避免栅极电位升高。
评估电路中的确认
使用评估电路来确认栅极电压升高的抑制效果。下面是栅极驱动电路示例,栅极驱动L为负电压驱动。CN1和CN4的+18V、CN3和CN6的-3V为驱动器的电源。电路中增加了CGS和米勒钳位MOSFET,使包括栅极电阻在内均可调整。将该栅极驱动器与全SiC功率模块的栅极和源极连接,来确认栅极电压的升高情况。
下面确认增加了②的外置CGS时的效果。首先来看没有外置CGS时的数据。如前一篇文章所述,低边的栅极电阻Rg越小Vgs越高。
接下来请看增加了2.2nF外置CGS后的数据。如2.2nF的曲线所示,栅极电压的上升程度得到了抑制。