本文我們將根據(jù)使用了幾種MOSFET的雙脈沖測試結(jié)果,來探討MOSFET的反向恢復(fù)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(yīng)的確認(rèn)工作也基于上次內(nèi)容,因此請結(jié)合上一篇文章的內(nèi)容來閱讀本文。
通過雙脈沖測試評估MOSFET反向恢復(fù)特性
為了評估MOSFET的反向恢復(fù)特性,我們使用4種MOSFET實施了雙脈沖測試。4種MOSFET均為超級結(jié)MOSFET(以下簡稱“SJ MOSFET”),我們使用快速恢復(fù)型和普通型分別進(jìn)行了比較。
先來看具有快速恢復(fù)特性的SJ MOSFET R6030JNZ4(PrestoMOS?)和具有通常特性的SJ MOSFET R6030KNZ4的試驗結(jié)果。除了反向恢復(fù)特性之外,這些SJ MOSFET的電氣規(guī)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(dǎo)通時的ID_L波形,圖2為導(dǎo)通損耗Eon_L的波形。
圖1:快速反向恢復(fù)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(fù)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(fù)型R6030JNZ4(PrestoMOS?)的Q1的反向恢復(fù)電流Irr和反向恢復(fù)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(dǎo)通損耗Eon_L要比快速反向恢復(fù)型大,可見當(dāng)Q1的Qrr變大時,開關(guān)損耗就會增加。
接下來請看相同條件下快速反向恢復(fù)型R6030JNZ4(PrestoMOS?)和另一種快速反向恢復(fù)型SJ MOSFET之間的比較結(jié)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(fù)型R6030JNZ4和另一種快速反向恢復(fù)型SJ MOSFET的漏極電流ID_L的波形
圖4:快速反向恢復(fù)型R6030JNZ4和另一種快速反向恢復(fù)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(fù)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(jié)果是Eon_L較小。
從這些結(jié)果可以看出,將MOSFET體二極管特性中的反向恢復(fù)電流Irr和反向恢復(fù)電荷Qrr控制在較小水平的MOSFET,其導(dǎo)通損耗Eon_L較小。這一點(diǎn)對快速反向恢復(fù)型之間進(jìn)行比較也是同樣的結(jié)論。所以,在設(shè)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(fù)特性進(jìn)行評估,并選擇最適合的MOSFET。
最后,提一個注意事項:在本次研究中,設(shè)定的前提是具有快速反向恢復(fù)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(fù)特性的MOSFET是無法降低導(dǎo)通損耗的。其原因之一是誤啟動現(xiàn)象。這是由MOSFET的柵極電容引起的現(xiàn)象。關(guān)于誤啟動,將會在下一篇文章中進(jìn)行詳細(xì)說明。
關(guān)鍵要點(diǎn):
?反向恢復(fù)電流Irr和反向恢復(fù)電荷Qrr較低的MOSFET,導(dǎo)通損耗EON_L也較小。
?快速反向恢復(fù)型MOSFET之間進(jìn)行比較也得出同樣的結(jié)論。
?對MOSFET的反向恢復(fù)特性進(jìn)行評估對于降低損耗非常重要。
?請注意,受誤啟動現(xiàn)象的影響,有時即使MOSFET具有快速恢復(fù)特性,也無法降低導(dǎo)通損耗。
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MOSFET
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