Hochvolt-MOSFETs
Wirkungsgrad steigern mit CE-MOSFETs
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Harte Kommutierung der leitenden Body-Diode
Der beste Weg, um das Verhalten der Body-Diode zu analysieren, ist eine Halbbrücken-Konfiguration, wobei der High-Side-MOSFET als Schalter genutzt wird, um die parallel zur Drain und -Source des Low-Side-MOSFETs angeordnete 145-µH-Induktivität zu laden. Ist der High-Side-MOSFET ausgeschaltet, läuft der Strom durch die Body-Diode des Low-Side-MOSFETs. Nachdem die Body-Diode für 2 µs leitend ist, wird der High-Side-MOSFET wieder angeschaltet und die Speicherladung der Body-Diode Qrr vom Low-Side-MOSFET muss entfernt werden.
In diesem Fall fließt ein hoher Strom vom Drain zur Source des Low-Side-MOSFETs. Dieser Strom mit hohen di/dt-Werten kann aufgrund der Source-Induktivität des Low-Side-MOSFET zu einem Überschwingen der Spannung führen, was als UDS,max dargestellt wird (Bild 6).
Entsprechend der vereinfachten Schaltung von Bild 6 wird die maximale Spannungsspitze UDS analysiert und in Abhängigkeit von den verschiedenen Strömen IF durch die Body-Diode dargestellt (Bild 7). Es wird deutlich, dass der IPP50R500CE über den gesamten Strombereich geringere oder gleiche UDS,max-Werte aufweist als der wesentlich langsamer schaltende Standard-MOSFET. Dies wird durch das selbstbegrenzende dv/dt-Verhalten der SJ-MOSFET-Familie erreicht.
Literatur
[1] Chen, X.B.; Hu, C.: Optimum doping profile of power MOSFET’s epitaxial Layer. IEEE Trans. Electron Devices, vol. ED-29, pp. 985 987, 1982
[2] Deboy, G.; Lin, L.; Wu, R.: CoolMOSTM C6 Mastering the Art of Slowness. Application Note revision 1.0, 2009. Seite 5 bis 6.
[3] Dr. Kaples, H.: Superjunction MOS devices - From device development towards system optimization. EPE 2009, Barcelona. Seite 3 ff. ISBN 9789075815009.
Der Autor:
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| M. Sc. René Mente |
|---|
| erlangte seinen Master of Science an der University of Applied Sciences in Villach, Österreich. Er ist Applikations-Ingenieur bei Infineon Technologies Austria AG und verantwortlich für den 500-V-Leistungs-Transistor CoolMOS CE. Darüber hinaus ist er in der Kundenbetreuung speziell für den 500-V-Markt und generell für Hochvolt-Leistungs-MOSFETs eingebunden. |
rene.mente@infineon.com
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