利用 SMFA 系列非對稱(chēng) TVS 二極管實(shí)現高效 SiC MOSFET 柵極保護

引言

碳化硅（ SiC）MOSFET在電源和電力電子領(lǐng)域的應用越來(lái)越廣泛。隨著(zhù)功率半導體領(lǐng)域的發(fā)展，開(kāi)關(guān)損耗也在不斷降低。隨著(zhù)開(kāi)關(guān)速度的不斷提高，設計人員應更加關(guān)注MOSFET的柵極驅動(dòng)電路，確保對MOSFET的安全控制，防止寄生導通，避免損壞功率半導體。必須保護敏感的MOSFET柵極結構免受過(guò)高電壓的影響。Littelfuse提供高效的保護解決方案，有助于最大限度地延長(cháng)電源的使用壽命、可靠性和魯棒性。

柵極驅動(dòng)器設計措施

關(guān)于SiC-MOSFET驅動(dòng)器電路的穩健性，有幾個(gè)問(wèn)題值得考慮。除了驅動(dòng)器安全切換半導體的主要任務(wù)外，各種驅動(dòng)器還提供短路保護功能。此外，采用適當的設計措施（如在關(guān)斷狀態(tài)下施加負柵極電壓）來(lái)防止寄生開(kāi)關(guān)是至關(guān)重要的。負柵極電壓可確保增加MOSFET柵極閾值電壓的偏移量，并提高開(kāi)關(guān)單元對電壓斜坡的抗擾度。另一項強制性措施是保護MOSFET的柵極，防止靜電放電 (ESD)事件或電路中的寄生效應造成過(guò)壓浪涌。

圖1 使用兩個(gè)獨立TVS二極管的標準柵極保護與一個(gè)集成非對稱(chēng)SMFA型TVS二極管的對比

產(chǎn)品選擇

Littelfuse SMFA非對稱(chēng)系列TVS二極管可保護SiC-MOSFET柵極免受正向和負向過(guò)電壓浪涌的影響。根據所需的SiC-MOSFET最大柵極額定電壓，SMFA封裝可從17.6~23.4 V的正擊穿電壓中選擇，同時(shí)負向擊穿電壓被設置在7.15V。有關(guān)元件的詳細信息，請參見(jiàn)表1。 SMFA非對稱(chēng)TVS根據IEC 61000-4-2標準進(jìn)行測試，采用SOD-123FL扁平封裝。

圖 2 SMFA型集成非對稱(chēng)TVS二極管的鉗位特性

結論

憑借新型集成非對稱(chēng)TVS SMFA系列，Littelfuse提供了一種創(chuàng )新的解決方案，可最大限度地提高SiC MOSFET柵極驅動(dòng)器電路的穩健性，同時(shí)實(shí)現具有成本效益、所需PCB空間更小、寄生效應最小的設計。