【R课堂】来自工程师的声音⑧采用4引脚封装的原因

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ROHM最近推出了SiC MOSFET的新系列产品“SCT3xxx xR系列”。SCT3xxx xR系列采用最新的沟槽栅极结构，进一步降低了导通电阻；同时通过采用单独设置栅极驱动器用源极引脚的4引脚封装，改善了开关特性，使开关损耗可以降低35%左右。此次，针对SiC MOSFET采用4引脚封装的原因及其效果等议题，我们采访了ROHM株式会社的应用工程师。


－关于SiC MOSFET的SCT3xxx xR系列，除了导通电阻很低，还通过采用4引脚封装使开关损耗降低了35%，对此我们非常感兴趣。此次，想请您以4引脚封装为重点介绍一下该产品。
－首先，请您大致讲一下4引脚封装具体是怎样的封装，采用这种封装的背景和目的是什么。
首先，采用4引脚封装是为了改善SiC MOSFET的开关损耗。包括SiC MOSFET在内的电源开关用MOSFET和IGBT，被作为开关元件广泛应用于各种电源应用和电源线路中。必须尽可能地降低这种开关元件产生的开关损耗和传导损耗，但不同的应用，其降低损耗的方法也不尽相同。作为其中的一种手法，近年来发布了一种4引脚的新型封装，即在MOSFET的源极、漏极、栅极三个引脚之外，另外设置了驱动器源极引脚。此次的SCT3xxx xR系列，旨在通过采用最新的沟槽栅极结构，实现更低的导通电阻和传导损耗；通过采用4引脚封装，进一步发挥出SiC本身具有的高速开关性能，并降低开关损耗。


－那么，我想详细了解一下刚刚您的概述中出现的几个要点。首先，什么是“驱动器源极引脚”？
驱动器源极引脚是应用了开尔文连接原理的源极引脚。开尔文连接是通过电阻测量中的4个引脚或四线检测方式，在电流路径基础上加上两条测量电压的线路，以极力消除微小电阻测量或大电流条件下测量时不可忽略的线缆电阻和接触电阻的影响的方法，是一种广为人知的方法。


－也就是说基本的思路就是开尔文连接对吧。
是啊！稍后会给您看实际的封装，首先我来介绍一下驱动器源极引脚对降低开关损耗的贡献。
MOSFET通常为电压驱动，通过控制栅极引脚的电压来导通/关断MOSFET。Figure 1为以往的3引脚封装（TO-247N）MOSFET的常规栅极驱动电路示例。红色虚线表示MOSFET封装内部和外部的边界。
通常，在驱动电源VG和MOSFET的栅极引脚之间，会插入用来控制开关速度的外置栅极电阻RG_EXT，而且还包含印刷电路板的布线电感LTRACE。另外，在源极引脚和内部的MOSFET芯片之间，包含封装电感LSOURCE。
在寄生分量中，栅极引脚的封装电感包含在LTRACE中，而漏极引脚的封装电感LDRAIN不包含在栅极驱动电路中，因此在这里省略。

MOSFET棚极驱动电路展示

有奖问答：4引脚封装仅限源极，通过使连接栅极驱动电路返回线的源极电压引脚与_________独立，来消除ID对栅极驱动电路的影响。

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