SiC MOSFET：栅极-源极电压的浪涌抑制方法-负电压浪涌对策
本文的关键要点
・通过采取措施防止sic mosfet中栅极－源极间电压的负电压浪涌，来防止sic mosfet的ls导通时，sic mosfet的hs误导通。
・具体方法取决于各电路中所示的对策电路的负载。
・如果栅极驱动ic没有控制功能，则很难通过米勒钳位进行抑制。
・作为米勒钳位的代替方案，通过结合使用钳位肖特基势垒二极管和误导通抑制电容器，与正浪涌之间取得平衡，从而达到优化的目的。
继上一篇“正电压浪涌对策”之后，本文将会通过示例来看针对负电压浪涌的对策及其效果。
关于sic功率元器件中栅极－源极间电压产生的浪涌，在之前发布的tech web基础知识 sic功率元器件 应用篇的“sic mosfet：桥式结构中栅极－源极间电压的动作”中已进行了详细说明。
负电压浪涌对策
右图显示了同步升压电路中ls关断时栅极－源极电压的行为，该图在之前的文章中也使用过。要想抑制事件（iv），即hs（非开关侧）的vgs的负浪涌，正如在上一篇文章“浪涌抑制电路”的表格中所总结的，采用浪涌抑制电路的米勒钳位用mosfet q2、或钳位用sbd（肖特基势垒二极管）d3是很有效的方法（参见下面的验证电路）。
下面的电路是上一篇中用来验证正浪涌对策的抑制电路。使用“（a）无抑制电路、（b）仅有米勒钳位用的mosfet（q2）、（c）仅有钳位用的肖特基势垒二极管、（d）仅有误导通抑制电容器c1”这四种电路，通过“双脉冲测试”确认了vgs的浪涌电压。
下面是双脉冲测试中关断时的波形、从上到下依次显示了开关侧栅极－源极电压（vgs_hs）、非开关侧栅极－源极电压（vgs_ls）、漏极－源极电压（vds）和漏极电流（id）。图中一并列出了前述的抑制电路（a）、（b）、（c）、以及同时具备抑制电路（b）和（c）的电路（e）的波形。
从这个波形图中可以看出，除了没有对策电路的（a）外，其他任何一个抑制电路都可以消除负浪涌。
接下来，请看仅连接了误导通抑制电容器c1的验证电路（d）在双脉冲测试中的关断波形。电路图与上面给出的电路图一样。波形（a）是没有c1的比较用波形，波形（b）、（c）和（d）是有c1、c1分别为2.2nf、3.3nf和4.7nf时的波形。与不加c1的（a）相比，加了c1的波形（b）、（c）、（d）中，vgs_ls的负浪涌略有降低，但效果并不明显。因此，作为对策，需要从抑制电路（b）和（c）中作出选择，但由于（c）不能抑制正浪涌，所以最终选择（b）。如果米勒钳位控制困难且无法选择抑制电路（b），则需要通过结合使用（c）和（d）来测试和优化整个系的效率。
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・具体方法取决于各电路中所示的对策电路的负载。
・如果栅极驱动ic没有控制功能，则很难通过米勒钳位进行抑制。
・作为米勒钳位的代替方案，通过结合使用钳位肖特基势垒二极管和误导通抑制电容器，与正浪涌之间取得平衡，从而达到优化的目的。
继上一篇“正电压浪涌对策”之后，本文将会通过示例来看针对负电压浪涌的对策及其效果。
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下面的电路是上一篇中用来验证正浪涌对策的抑制电路。使用“（a）无抑制电路、（b）仅有米勒钳位用的mosfet（q2）、（c）仅有钳位用的肖特基势垒二极管、（d）仅有误导通抑制电容器c1”这四种电路，通过“双脉冲测试”确认了vgs的浪涌电压。
下面是双脉冲测试中关断时的波形、从上到下依次显示了开关侧栅极－源极电压（vgs_hs）、非开关侧栅极－源极电压（vgs_ls）、漏极－源极电压（vds）和漏极电流（id）。图中一并列出了前述的抑制电路（a）、（b）、（c）、以及同时具备抑制电路（b）和（c）的电路（e）的波形。
从这个波形图中可以看出，除了没有对策电路的（a）外，其他任何一个抑制电路都可以消除负浪涌。
接下来，请看仅连接了误导通抑制电容器c1的验证电路（d）在双脉冲测试中的关断波形。电路图与上面给出的电路图一样。波形（a）是没有c1的比较用波形，波形（b）、（c）和（d）是有c1、c1分别为2.2nf、3.3nf和4.7nf时的波形。与不加c1的（a）相比，加了c1的波形（b）、（c）、（d）中，vgs_ls的负浪涌略有降低，但效果并不明显。因此，作为对策，需要从抑制电路（b）和（c）中作出选择，但由于（c）不能抑制正浪涌，所以最终选择（b）。如果米勒钳位控制困难且无法选择抑制电路（b），则需要通过结合使用（c）和（d）来测试和优化整个系的效率。
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