低边SiC MOSFET导通时的行为
本文的关键要点
・具有驱动器源极引脚的to-247-4l和to-263-7l封装sic mosfet，与不具有驱动器源极引脚的to-247n封装sic mosfet产品相比，sic mosfet栅-源电压的行为不同。
・要想正确实施sic mosfet栅-源电压的浪涌对策，需要逐一了解sic mosfet电压的行为。
在功率开关器件最常见的应用中，包括与上一篇文章中提到的双脉冲测试电路相同的桥式结构。对于桥式结构情况下的栅-源电压的行为，在tech web基础知识sic功率元器件的“sic mosfet：桥式结构中栅极-源极间电压的动作”和这篇文章所依据的应用指南“桥式结构中栅极-源极电压的行为”中，介绍了相互影响的动作情况。
但是，具有驱动器源极引脚的to-247-4l和to-263-7l封装sic mosfet，与不具有驱动器源极引脚的to-247n封装产品相比，栅-源电压的行为不同，要想正确实施栅-源电压的浪涌对策，需要了解电压的行为。
从本文开始，将针对具有驱动器源极引脚的to-247-4l封装sic mosfet在桥式结构情况下的栅-源电压的行为，分ls侧(低边)mosfet导通时和关断时两种情况用2个篇幅分别进行介绍。
桥式结构中的栅极-源极间电压的行为：导通时
下面将围绕与没有驱动器源极引脚的to-247n封装mosfet之间的不同点，对桥式结构中ls侧(低边)的mosfet导通时的动作进行说明。
下图为导通时的各开关波形，左侧为不带驱动器源极引脚的to-247n封装产品，右侧为带驱动器源极引脚的to-247-4l封装产品。各横轴表示时间，时间范围tk(k=7、8、1-3)的定义在波形图下方有述。右下方的电路图中给出了to-247-4l封装产品在桥式电路中的栅极引脚电流情况。在波形图和电路图中，用(i)～(iii)来表示每个时间范围中发生的事件。事件(iii)在t2期间结束后立即发生。
to-247n封装产品，没有驱动器源极引脚
to-247-4l封装产品，有驱动器源极引脚
在桥式结构中ls侧sic mosfet导通时的各开关波形
t7：hs为导通期间(同步整流期间)
t8：hs关断、ls导通之前的死区时间
t1：ls导通、mosfet电流变化期间【事件(i)同时发生】
t2：ls导通、mosfet电压变化期间【事件(ii)同时发生】
t3：ls导通期间
to-247-4l：ls导通时的栅极引脚电流
在波形图比较中，to-247-4l的事件(i)与to-247n的事件(i)明显不同，在非开关侧(hs)的vgs观察到正浪涌(to-247n为负浪涌)。这是由栅极引脚电流图中(i)的电流icgd引起的(hs侧，绿线)。该电流会流过栅-漏电容cgd。
之所以会流过该电流，是因为在开关工作之前，换流电流id_hs在hs侧sic mosfet的体二极管中从源极流向漏极，但是当之后的开关动作开始时，开关侧(ls )的电流id_ls首先逐渐增加，因此id_hs逐渐减少。另一方面，sic mosfet的体二极管的正向电压vf_hs(to-247-4l波形图的虚线圆圈部分)具有较大的电流依赖性，所以，随着开关速度的增加，did_hs/dt会增大，dvf_hs/dt会增大，dvf_hs/dt最终也是换流侧sic mosfet的dvds_hs/dt，因此icgd从漏极引脚通过cgd流向栅极引脚，导致栅-源电压升高。在以往的to-247n封装中，id_ls的变化缓慢，可以认为事件(i)的icgd几乎未流动。
关于to-247n导通动作的详细介绍，请参考本文开头提到的tech web sic功率元器件基础知识中的文章“低边开关关断时的gate-source间电压的动作”或应用指南中的“导通时栅极信号的动作”。
右侧所示的vds波形是to-247n和to-247-4l的比较图。从图中可以看出，关于换流侧sic mosfet的vds_hs，在开关动作开始后to-247-4l的vds_hs立即急剧上升。正如上一篇文章中所述，这是由于具有驱动器源极引脚而带来的提速效果。
另外，由于事件(ii)也已处于高速状态，前面的电路图中所示的从hs侧流向ls侧、向hs侧cds充电的电流也变得很大，所以不仅是开关侧，有时候非开关侧也需要针对漏极-源极间的浪涌采取对策。
to-247-4和to-247-4l导通时的vds波形比较
下面是to-247-4l的vgs波形。该波形图对是否采取了浪涌对策的结果进行了比较。从图中可以看出，在没有采取浪涌对策(non-protected)的情况下，发生了前述的浪涌。而实施了浪涌对策(protected)后，很好地抑制了vgs浪涌。
为了抑制这些浪涌，必须了解前述的栅-源电压的行为，并在紧挨sic mosfet连接浪涌抑制电路作为对策。
如果希望了解更详细的信息，请参考应用指南中的“栅极-源极电压的浪涌抑制方法”或tech web基础知识sic功率元器件“sic mosfet：栅极-源极电压的浪涌抑制方法”(连载中)。
to-247-4l导通时的 vgs波形
(有无对策)
在下一篇文章中，我们将介绍低边sic mosfet关断时sic mosfet栅-源电压的行为。
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・要想正确实施sic mosfet栅-源电压的浪涌对策，需要逐一了解sic mosfet电压的行为。
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但是，具有驱动器源极引脚的to-247-4l和to-263-7l封装sic mosfet，与不具有驱动器源极引脚的to-247n封装产品相比，栅-源电压的行为不同，要想正确实施栅-源电压的浪涌对策，需要了解电压的行为。
从本文开始，将针对具有驱动器源极引脚的to-247-4l封装sic mosfet在桥式结构情况下的栅-源电压的行为，分ls侧(低边)mosfet导通时和关断时两种情况用2个篇幅分别进行介绍。
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t7：hs为导通期间(同步整流期间)
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t2：ls导通、mosfet电压变化期间【事件(ii)同时发生】
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