如圖所示,MOSFET(不局限于SiC-MOSFET)在漏極-源極間存在體二極管。從MOSFET的結(jié)構(gòu)上講,體二極管是由源極-漏極間的pn結(jié)形成的,也被稱為“寄生二極管”或“內(nèi)部二極管”。對于MOSFET來說,體二極管的性能是重要的參數(shù)之一,在應(yīng)用中使用時,其性能發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
SiC-MOSFET體二極管的正向特性
下圖表示SiC-MOSFET的Vds-Id特性。在SiC-MOSFET中,以源極為基準(zhǔn)向漏極施加負(fù)電壓,體二極管為正向偏置狀態(tài)。該圖中Vgs=0V的綠色曲線基本上表示出體二極管的Vf特性,。Vgs為0V即MOSFET在關(guān)斷狀態(tài)下,沒有通道電流,因此該條件下的Vd-Id特性可以說是體二極管的Vf-If特性。如“何謂碳化硅”中提到的,SiC的帶隙更寬,Vf比Si-MOSFET大得多。
而在給柵極-源極間施加18V電壓、SiC-MOSFET導(dǎo)通的條件下,電阻更小的通道部分(而非體二極管部分)流過的電流占支配低位。為方便從結(jié)構(gòu)角度理解各種狀態(tài),下面還給出了MOSFET的截面圖。
SiC-MOSFET體二極管的反向恢復(fù)特性
MOSFET體二極管的另一個重要特性是反向恢復(fù)時間(trr)。trr是二極管開關(guān)特性相關(guān)的重要參數(shù)這一點(diǎn)在SiC肖特基勢壘二極管一文中也已說明過。不言而喻,MOSFET的體二極管是具有pn結(jié)的二極管,因而存在反向恢復(fù)現(xiàn)象,其特性表現(xiàn)為反向恢復(fù)時間(trr)。下面是1000V耐壓的Si-MOSFET和SiC-MOSFET SCT2080KE的trr特性比較。
如圖所示,示例的Si-MOSFET的trr較慢,流過較大的Irr。而SiC-MOSFET SCT2080KE的體二極管速度則非???。trr、Irr均為幾乎可忽略的水平,恢復(fù)損耗Err已經(jīng)大幅降低。
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