【導讀】在重負載時(shí),如果MOSFET的體二極管的反向恢復時(shí)間trr較長(cháng),且有電流殘留,則在超前臂的MOSFET關(guān)斷時(shí),寄生雙極晶體管可能會(huì )誤導通,從而損壞MOSFET。這種問(wèn)題發(fā)生在由關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的對漏源電容CDS的充電電流而使寄生雙極晶體管自發(fā)地導通(誤導通)、瞬間流過(guò)大電流時(shí)。
關(guān)鍵要點(diǎn)
?在重負載時(shí),如果trr較長(cháng),則超前臂關(guān)斷時(shí),寄生雙極晶體管可能會(huì )誤導通,從而損壞MOSFET。
?在PSFB電路中,在反向恢復期間體二極管的偏置電壓幾乎為0V,因此電荷釋放速度變慢,最終導致trr變長(cháng)。
?在PSFB電路中使用trr小的MOSFET很重要。
?即使是快速恢復型SJ MOSFET,其性能也會(huì )因制造商和產(chǎn)品系列而異,因此在選擇時(shí)需要充分確認。
在重負載時(shí),如果MOSFET的體二極管的反向恢復時(shí)間trr較長(cháng),且有電流殘留,則在超前臂的MOSFET關(guān)斷時(shí),寄生雙極晶體管可能會(huì )誤導通,從而損壞MOSFET。這種問(wèn)題發(fā)生在由關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的對漏源電容CDS的充電電流而使寄生雙極晶體管自發(fā)地導通(誤導通)、瞬間流過(guò)大電流時(shí)。
在逆變器電路等電路中,在正向電流流過(guò)MOSFET的體二極管的狀態(tài)下,通過(guò)施加高反向偏置電壓,強制使體二極管中的電荷(Qrr)被快速釋放。這種放電所需時(shí)間為trr,因此最終會(huì )導致trr變短。
而在PSFB電路中,在反向恢復期間施加到體二極管的偏置電壓幾乎為0V,這會(huì )使電荷釋放速度變慢,最終導致trr變長(cháng)。下圖為超前臂MOSFET的VDS、ID和反向恢復電流示意圖。
當trr變長(cháng)時(shí),反向恢復所產(chǎn)生的電流會(huì )發(fā)生變化,如圖中紅色虛線(xiàn)所示。也就是說(shuō),當關(guān)斷時(shí),MOSFET中有電荷殘存,這使得電流更容易流動(dòng),使寄生雙極晶體管更容易誤導通。
t0~t1:從MOSFET的輸出電容放電,正向電流開(kāi)始流過(guò)體二極管。
t1~t3:體二極管導通的時(shí)間段。
t1~t5:MOSFET導通,處于導通狀態(tài)的時(shí)間段。
t3~t4:體二極管流過(guò)反向恢復電流的時(shí)間段。trr越長(cháng),這個(gè)時(shí)間段就越長(cháng)。
t5~t6:MOSFET關(guān)斷。這時(shí),如果trr過(guò)長(cháng),則寄生雙極晶體管更容易誤導通,導致?lián)p壞MOSFET。
因此,在PSFB電路中,需要使用trr小的MOSFET。簡(jiǎn)言之,trr越小越有效。市場(chǎng)上有一些低trr的快速恢復SJ MOSFET,但制造商和產(chǎn)品系列不同,trr及其相關(guān)參數也存在差異,因此,在選擇時(shí)需要進(jìn)行充分確認。
即使是滯后臂的MOSFET,在關(guān)斷時(shí)也可能引起寄生雙極晶體管的誤導通。但是,正如通過(guò)PSFB電路的工作所解釋說(shuō)明的,由于與超前臂相比,ID為正的時(shí)間段較長(cháng),因此不容易受到trr的影響,滯后臂不容易因寄生雙極晶體管的誤導通而導致MOSFET損壞。與超前臂一樣,這里也給出了反向恢復電流的示意圖。
t0~t1:從MOSFET的輸出電容放電,正向電流開(kāi)始流過(guò)體二極管。
t0~t2:體二極管導通的時(shí)間段。
t1~t4:MOSFET導通,處于導通狀態(tài)的時(shí)間段。
t2~t3:體二極管流過(guò)反向恢復電流的時(shí)間段。trr越長(cháng),這個(gè)時(shí)間段就越長(cháng)。
t4~t5:MOSFET關(guān)斷。與超前臂相比,不易受反向恢復的影響,因此寄生雙極晶體管不易發(fā)生誤導通。
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