多種MOSFET雙脈衝測試,探討MOSFET的反向恢復特性

2021-01-07 電子發燒友
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多種MOSFET雙脈衝測試，探討MOSFET的反向恢復特性

ROHM技術社區 發表於 2020-12-21 14:25:45

本文我們將根據使用了幾種MOSFET的雙脈衝測試結果，來探討MOSFET的反向恢復特性。該評估中的試驗電路將使用上一篇文章中給出的基本電路圖。另外，相應的確認工作也基於上次內容，因此請結合上一篇文章的內容來閱讀本文。

通過雙脈衝測試評估MOSFET反向恢復特性

為了評估MOSFET的反向恢復特性，我們使用4種MOSFET實施了雙脈衝測試。4種MOSFET均為超級結MOSFET（以下簡稱「SJ MOSFET」），我們使用快速恢復型和普通型分別進行了比較。

先來看具有快速恢復特性的SJ MOSFET R6030JNZ4（PrestoMOS™）和具有通常特性的SJ MOSFET R6030KNZ4的試驗結果。除了反向恢復特性之外，這些SJ MOSFET的電氣規格基本相同，在試驗中，將Q1和Q2分別替換為不同的SJ MOSFET。

圖1為上次給出的工作③的導通時的ID_L波形，圖2為導通損耗Eon_L的波形。

圖1：快速反向恢復型PrestoMOS™和普通型SJ MOSFET的漏極電流ID_L的波形

圖2：快速反向恢復型PrestoMOS™和普通型SJ MOSFET的功率損耗Eon_L的波形

從圖1可以看出，快速反向恢復型R6030JNZ4（PrestoMOS™）的Q1的反向恢復電流Irr和反向恢復電荷Qrr要比普通型R6030KNZ4小得多。

從圖2可以看出，Qrr較大的普通型MOSFET的導通損耗Eon_L要比快速反向恢復型大，可見當Q1的Qrr變大時，開關損耗就會增加。

接下來請看相同條件下快速反向恢復型R6030JNZ4（PrestoMOS™）和另一種快速反向恢復型SJ MOSFET之間的比較結果。圖3為與圖1同樣的ID_L波形比較，圖4為與圖2同樣的Eon_L比較。

圖3：快速反向恢復型R6030JNZ4和另一種快速反向恢復型SJ MOSFET的漏極電流ID_L的波形

圖4：快速反向恢復型R6030JNZ4和另一種快速反向恢復型SJ MOSFET的功率損耗Eon_L的波形

如圖3所示，與另一種快速反向恢復型SJ MOSFET相比，R6030JNZ4（PrestoMOS™）的Irr和Qrr更小，因此ID_L的峰值較小，如圖4所示，其結果是Eon_L較小。

從這些結果可以看出，將MOSFET體二極體特性中的反向恢復電流Irr和反向恢復電荷Qrr控制在較小水平的MOSFET，其導通損耗Eon_L較小。這一點對快速反向恢復型之間進行比較也是同樣的結論。所以，在設計過程中，要想降低損耗時，需要通過這樣的方法對MOSFET的反向恢復特性進行評估，並選擇最適合的MOSFET。

最後，提一個注意事項：在本次研究中，設定的前提是具有快速反向恢復特性的MOSFET是可以降低損耗的，但在某些情況下，具有快速反向恢復特性的MOSFET是無法降低導通損耗的。其原因之一是誤啟動現象。這是由MOSFET的柵極電容引起的現象。關於誤啟動，將會在下一篇文章中進行詳細說明。

關鍵要點：

・反向恢復電流Irr和反向恢復電荷Qrr較低的MOSFET，導通損耗EON_L也較小。

・快速反向恢復型MOSFET之間進行比較也得出同樣的結論。

・對MOSFET的反向恢復特性進行評估對於降低損耗非常重要。

・請注意，受誤啟動現象的影響，有時即使MOSFET具有快速恢復特性，也無法降低導通損耗。
編輯：hfy

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