SIC市场的下一个爆炸点:cascode结构的详细说明
发布时间:2025-06-16 09:58
图1 Cascode配置本文指出:Onsemi Cascode FET(碳化硅Casgate田间效应晶体管)在硬开关和软开关应用方面具有许多好处。本文将重点关注cascode结构。 cascode硅碳化合物连接场效应晶体管(SIC JFET)的引入对其他竞争技术有一些重大好处,尤其是在给定的芯片区域中的耐耐性(称为RDS.A)。为了达到最低的rds.a,需要权衡的一件事是其通常的开放属性,这意味着,如果没有电压门资源,或者JFET门处于悬而未决的状态,则JFET完全是。但是,转移模式通常需要应用程序中的正常状态。因此,将SIC JFET合并到cascode调节中的低压硅MOSFET中,这是一种正常的“ FET”开关模式,这种结构维持SIC JFET的大部分好处。 cascode结构cascode结构由与SIC JFET系列的连接组成电压,通常是封闭的硅(SI)MOSFET,其中JFET门连接到MOSFET源。 MOSFET运河的源电压是JFET栅极源电压的旋转阶段,该电压提供通常是正常关闭特性的cascode结构。当内部MOSFET打开或反向电流时,该结构会阻止源源电压的额定源范围内部的电流,而不管cascode门的电压如何,JFET的栅极源电压几乎为零,JFET在ON的状态下。当MOSFET关闭并且在整个cascode中都有正VD(排水源电压)时,MOSFE的VDST将增加,同时JFET栅极电压的电压将降低到JFET下的阈值电压,从而杀死JFET。参见图1。图1 cascode cascode调整结构使用并排芯片,如图2(a)或堆叠芯片,如图2(b)所示。在bOTH案例,SIC JFET通常在铅架包装中烧结。图2与并排调整的离散cascode结构,将MOSFET安装在具有两组资源连接线的金属涂层陶瓷隔离器上:一种连接JFET源和MOSFET源(金属涂层陶瓷的顶部表面),以及其他连接MOSFET源和源源。在堆叠的芯片调整中,JFET资源和MOSFET运河之间的连接线被取消,从而降低了流浪的电感。并使用较小的直径连接线来连接JFET和MOSFET门。该MOSFET是为cascode结构设计的,主动雪崩电压区域设置为几乎25V。 MOSFET是根据30V硅的过程制作的,这是一个低抗性的RDS(ON),通常仅占JFET的10%,并且反向恢复电荷QRR和其他属性较低。 JFET用于阻断高压。大多数损失和损失集中在JFET中。图3 cascode向前和反向电流操作cascode On-Rescode RDS(ON)包括MOSFET的SIC JFET和低压电阻。当关闭cascode门时,反向电流流过MOSFET主体的二极管,因此自动将JFET自动流动,如图3(b)所示。在这种情况下,源水电压是MOSFET体的二极管电压的崩溃,以及JFET对耐耐压电压的崩溃。由于cascode中的MOSFET是由硅制成的,因此关闭栅极时的源水电压小于类似的SIC MOSFET。当栅极升起时,cascode结构在正向和反向电流上都具有相同的传导损失。 cascode门电压的范围非常适应两个因素。首先,门是MOSFET门,在室温下,阈值电压接近5 V,而没有负门电压。栅极电压范围为±20 V,没有THreshold电压漂移或磁滞,并内置了门保护。其次,cascode具有很高的好处。图4显示了cascode输出特性,UJ4SC075005L8S,750 V,5.4MΩ的生成堆叠芯片结构在25°C下(MO -229)包装。请注意,当cascode栅极源的电压超过约8V时,电导率变化很小。当MOSFET启动时,JFET完全升起。这意味着可以使用0到10 V的引导电压推动cascode,从而降低栅极驱动器的功率和成本。另一方面,更大的栅极电压范围(例如-5至+18 V)不会造成设备损坏。图5 cascode电容图5(a)显示了改变MOSFET和JFET芯片容量的曲线。请注意,图5(b)中的JFET门电阻RJG不是单独的电阻,而是JFET芯片的一部分。 GRI的主要区别之一PCASCODES和其他功率晶体管是没有门泄漏电容器。当源VDS电压超过JFET阈值的电压时,CRSS实际上降至零。这是因为JFET没有运河源的能力(PN交界处或身体二极管产生了这种能力)。这意味着,在电压转换过程的传输过程中,cascode的DVD/DT主要由外部电路组成,而不是由Ode Gate电阻定义的CASCT。 cascode的MOSFET转移速度可以通过电阻对其门进行调节,而JFET传输速度由MOSFET稍微确定,并由外部电路部分确定。这解释了为什么在硬开关的情况下,cascode结构需要使用运河资源缓冲电路(SNUBBER)来控制关闭速度并抑制电压过高,这将在下面说明。所有JFET输出电容器(包括门和电容器电容器)ARe大门和排水能力。 cascode输出电容器COSS大约等于JFET栅极电量电容器。 cascode输入电容器CISS主要来自cascode MOSFET的电容器。
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