栅极驱动器是确保SiC MOSFET安全运行的关键，设计栅极驱动电路的关键点包括栅极电阻、栅极电压和布线方式等，本章节带你了解栅极驱动电压的影响以及驱动电源的要求。
栅极电压设置
栅极电压对SiC MOSFET开关特性有很大影响。如第10讲《SiC的加工工艺（2）-栅极绝缘层》所述，为了得到低电阻、特性稳定的SiC MOSFET，三菱电机基于大量的经验和数据，对制造工艺、栅极结构进行最优化设计，生产的工业SiC模块可以采用与Si器件相同的栅极电压（±15V）（除了一件产品）。
1.1 栅极正向电压影响
栅极正向电压主要影响SiC MOSFET开通特性、二极管关断特性和抗短路能力。
当栅极正向电压增加（例如VGS(+)从13.5V增加到16.5V），开通速度会变快，开通损耗降低（图1）。但是，另一方面，对管二极管关断浪涌电压增大（图2），dv/dt（max）增大（图3）。
图1：栅极正向电压对SiC MOSFET开关损耗影响（FMF600DXZ-24B，Tvj=25℃，VDD=600V，ID=600A）
图2：栅极正向电压对关断浪涌电压影响（FMF600DXZ-24B，Tvj=25℃，VDD=600V，ID=600A）
图3：栅极正向电压对dv/dt影响（FMF600DXZ-24B，Tvj=25℃，VDD=600V，ID=600A）
栅极正向电压增大，对应的漏源极通态压降变小。反之，如果栅极正向电压低于推荐值，通态压降会增加，通态损耗就会增大。但是，另一方面，栅极正向电压越大，短路电流值也越大，器件短路耐受时间就会缩短。因此，栅极正向电压应根据具体应用工况及系统可靠性要求来确定。
1.2 栅极负向电压影响
当栅极负向电压增大（例如VGS(-)从-7V增加到-15V），开关速度会变快，开关损耗降低（图4）。但是，另一方面，SiC MOSFET关断浪涌电压和二极管关断浪涌电压增大（图5），dv/dt（max）增大（图6）。
图4：栅极负向电压对SiC MOSFET开关损耗影响（FMF600DXZ-24B，Tvj=25℃，VDD=600V，ID=600A）
图5：栅极负向电压对关断浪涌电压影响（FMF600DXZ-24B，Tvj=25℃，VDD=600V，ID=600A）
图6：栅极负向电压对dv/dt影响（FMF600DXZ-24B，Tvj=25℃，VDD=600V，ID=600A）
栅极驱动电源
栅极驱动电源需要提供足够的栅极电流和驱动功率。图7为栅极电压和栅极电流示意图。如果栅极电压和栅极电阻RG确定，驱动电路的平均栅极电流由式（1）确定，峰值栅极电流由式（2）确定，所需的平均驱动功率按式（3）计算。
图7：栅极电压和栅极电流示意图
文章来源：三菱电机