SiC MOSFET的桥式结构及栅极驱动电路
sic mosfet的桥式结构
下面给出的电路图是在桥式结构中使用sic mosfet时最简单的同步式boost电路。该电路中使用的sic mosfet的高边（hs）和低边（ls）是交替导通的，为了防止hs和ls同时导通，设置了两个sic mosfet均为off的死区时间。右下方的波形表示其门极信号（vg）时序。
该电路中hs和ls mosfet的drain-source电压（vds）和漏极电流（id）的波形示意图如下。这是电感l的电流处于连续动作状态，即所谓的硬开关状态的波形。
横轴表示时间，时间范围tk（k=1～8）的定义如下：
t1： ls为on时、mosfet电流变化的时间段
t2： ls为on时、mosfet电压变化的时间段
t3： ls为on时的时间段
t4： ls为off时、mosfet电压变化的时间段
t5： ls为off时、mosfet电流变化的时间段
t4～t6： hs变为on之前的死区时间
t7： hs为on的时间段（同步整流时间段）
t8： hs为off时、ls变为on之前的死区时间
sic mosfet桥式结构的栅极驱动电路
ls（低边）侧sic mosfet turn-on和turn-off时的vds和id的变化方式不同。在探讨sic mosfet的这种变化对gate-source电压（vgs）带来的影响时,需要在包括sic mosfet的栅极驱动电路的寄生分量在内的等效电路基础上进行考量。
右图是最基本的栅极驱动电路和sic mosfet的等效电路。栅极驱动电路中包括栅极信号（vg）、sic mosfet内部的栅极线路内阻（rg_int）、以及sic mosfet的封装的源极电感量（lsource）、栅极电路局部产生的电感量（ltrace）和外加栅极电阻（rg_int）。
关于各电压和电流的极性，需要在等效电路图中，以栅极电流（ig）和漏极电流（id）所示的方向为正，以源极引脚为基准来定义vgs和vds。
sic mosfet内部的栅极线路中也存在电感量，但由于它比ltrace小，因此在此忽略不计。
导通(turn-on)/关断( turn-off)动作
为了理解桥式电路的turn-on / turn-off动作，下面对上一篇文章中提到的桥式电路中各sic mosfet的电压和电流波形进行详细说明。下面的波形图与上次的波形图是相同的。我们和前面的等效电路图结合起来进行说明。
当正的vg被施加给ls侧栅极信号以使ls侧on时，gate-source间电容（cgs）开始充电，vgs上升，当达到sic mosfet的栅极阈值电压（vgs(th)）以上时， ls的id开始流动，同时从源极流向漏极方向的hs侧id开始减少。这个时间范围就是前一篇文章中定义的t1（见波形图最下方）。
接下来，当hs侧的id变为零、寄生二极管 turn-off时，与中间点的电压（vsw）开始下降的同时，将对hs侧的drain-source间电容（cds）及drain-gate间电容（cgd）进行充电（波形图t2）。对该hs侧的cds＋cgd充电（ls侧放电）完成后，当ls侧的vgs达到指定的电压值，ls侧的 turn-on动作完成。
而turn-off动作则在ls侧vg off时开始，ls侧的cgs蓄积的电荷开始放电，当达到sic mosfet的平台电压（进入米勒效应区）时，ls侧的vds开始上升，同时vsw上升。
在这个时间点，大部分负载电流仍在ls侧流动（波形图t4），hs侧的寄生二极管还没有转流电流。ls侧的cds+cgd充电（hs侧为放电）完成时，vsw超过输入电压（e），hs侧的寄生二极管turn-on，ls侧的id开始转向hs侧流动（波形图t5）。
ls侧的id最终变为零，进入死区时间（波形图t6），当正的vg被印加给hs侧mosfet的栅极信号时turn-on，进入同步工作时间（波形图t7）。
在这一系列的开关工作中，hs侧和ls侧mosfet的vds和id变化导致的各种栅极电流流动，造成了与施加信号vg不同的vgs变化。
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该电路中hs和ls mosfet的drain-source电压（vds）和漏极电流（id）的波形示意图如下。这是电感l的电流处于连续动作状态，即所谓的硬开关状态的波形。
横轴表示时间，时间范围tk（k=1～8）的定义如下：
t1： ls为on时、mosfet电流变化的时间段
t2： ls为on时、mosfet电压变化的时间段
t3： ls为on时的时间段
t4： ls为off时、mosfet电压变化的时间段
t5： ls为off时、mosfet电流变化的时间段
t4～t6： hs变为on之前的死区时间
t7： hs为on的时间段（同步整流时间段）
t8： hs为off时、ls变为on之前的死区时间
sic mosfet桥式结构的栅极驱动电路
ls（低边）侧sic mosfet turn-on和turn-off时的vds和id的变化方式不同。在探讨sic mosfet的这种变化对gate-source电压（vgs）带来的影响时,需要在包括sic mosfet的栅极驱动电路的寄生分量在内的等效电路基础上进行考量。
右图是最基本的栅极驱动电路和sic mosfet的等效电路。栅极驱动电路中包括栅极信号（vg）、sic mosfet内部的栅极线路内阻（rg_int）、以及sic mosfet的封装的源极电感量（lsource）、栅极电路局部产生的电感量（ltrace）和外加栅极电阻（rg_int）。
关于各电压和电流的极性，需要在等效电路图中，以栅极电流（ig）和漏极电流（id）所示的方向为正，以源极引脚为基准来定义vgs和vds。
sic mosfet内部的栅极线路中也存在电感量，但由于它比ltrace小，因此在此忽略不计。
导通(turn-on)/关断( turn-off)动作
为了理解桥式电路的turn-on / turn-off动作，下面对上一篇文章中提到的桥式电路中各sic mosfet的电压和电流波形进行详细说明。下面的波形图与上次的波形图是相同的。我们和前面的等效电路图结合起来进行说明。
当正的vg被施加给ls侧栅极信号以使ls侧on时，gate-source间电容（cgs）开始充电，vgs上升，当达到sic mosfet的栅极阈值电压（vgs(th)）以上时， ls的id开始流动，同时从源极流向漏极方向的hs侧id开始减少。这个时间范围就是前一篇文章中定义的t1（见波形图最下方）。
接下来，当hs侧的id变为零、寄生二极管 turn-off时，与中间点的电压（vsw）开始下降的同时，将对hs侧的drain-source间电容（cds）及drain-gate间电容（cgd）进行充电（波形图t2）。对该hs侧的cds＋cgd充电（ls侧放电）完成后，当ls侧的vgs达到指定的电压值，ls侧的 turn-on动作完成。
而turn-off动作则在ls侧vg off时开始，ls侧的cgs蓄积的电荷开始放电，当达到sic mosfet的平台电压（进入米勒效应区）时，ls侧的vds开始上升，同时vsw上升。
在这个时间点，大部分负载电流仍在ls侧流动（波形图t4），hs侧的寄生二极管还没有转流电流。ls侧的cds+cgd充电（hs侧为放电）完成时，vsw超过输入电压（e），hs侧的寄生二极管turn-on，ls侧的id开始转向hs侧流动（波形图t5）。
ls侧的id最终变为零，进入死区时间（波形图t6），当正的vg被印加给hs侧mosfet的栅极信号时turn-on，进入同步工作时间（波形图t7）。
在这一系列的开关工作中，hs侧和ls侧mosfet的vds和id变化导致的各种栅极电流流动，造成了与施加信号vg不同的vgs变化。
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