本文详细介绍了SiC MOSFET的动态特性。包括阈值电压特性、开通和关断特性以及体二极管的反向恢复特性。此外，还应注意测试波形的准确性。
1. 阈值电压特性
SiC MOSFET的阈值电压（VGS(th)）通常低于Si IGBT。降低阈值电压可降低SiC MOSFET的通态电阻。驱动SiC MOSFET需要对栅极施加负偏压，并仔细设计控制电路布线，这是为了防止噪声干扰引起的故障。此外，阈值电压随着温度升高而降低（图1），因此建议在高温运行期间检查是否有异常。
图1：SiC MOSFET（FMF600DXZ-24B）阈值电压随温度变化趋势
2. 开关特性
图2显示了全SiC MOSFET模块（内部有反并联SBD）的开通波形。SBD是一种单极性器件，具有微乎其微的反向恢复电流。因此，SiC MOSFET开通电流上不会叠加对管的反向恢复电流，因此开通损耗很小。
图2：SiC MOSFET（FMF600DXZ-24B）开通波形
图3显示了全SiC MOSFET模块的关断波形。同样的，SiC MOSFET是单极性器件，在关断时没有剩余电荷产生的拖尾电流，因此关断损耗也很小。
另外，SiC MOSFET的开通和关断损耗与温度的相关性非常小，因此与Si IGBT模块相比，开关损耗降低效果显著，特别是在高温下。
图3：SiC MOSFET（FMF600DXZ-24B）关断波形
3. 体二极管反向导通特性
SiC MOSFET体二极管是一个PIN二极管，其由导通到截止，会产生反向恢复。随着温度升高，反向恢复电荷和反向恢复峰值电流都会增加。图4为SiC MOSFET模块FMF600DXE-34BN体二极管在25℃时的反向恢复波形，图5为150℃时的反向恢复波形。高温下载流子寿命变长，电导率调制引起的载流子浓度增加，从而产生更明显的反向恢复电流。
图4：SiC MOSFET（FMF600DXE-34BN）体二极管反向恢复波形（25℃）
图5：SiC MOSFET（FMF600DXE-34BN）体二极管反向恢复波形（150℃）
4. 测试注意事项
SiC MOSFET开关速度快，测试波形的准确性至关重要。例如，如果探头的接地引线较长，则可能由于探头的引线电感和寄生电容而出现噪声。在相同的条件下，图6是采用光学差分探头测量的开通波形，图7是常规无源探头测量的波形，可以看出两者的波形差异巨大。因此有必要区分是装置的实际行为还是测量设备的影响。
图6：光学差分探头测量的开通波形
图7：常规无源探头测量的开通波形
文章来源：三菱电机