FAQ's
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  • Welche Merkmale haben SiC-Leistungskomponenten?
    • SiC weist das Zehnfache der Durchbruchfeldstärke von Silizium auf, wodurch die Durchbruchspannungen im vierstelligen Volt-Bereich liegen.
      Außerdem ist der Einschaltwiderstand pro Flächeneinheit deutlich niedriger, was zu entsprechend geringeren Leistungsverlusten führt.
      Um den Anstieg des Einschaltwiderstands, der mit höherer Durchbruchspannung einhergeht, zu minimieren, werden vornehmlich IGBTs verwendet. SiC zeichnet sich zudem durch eine ausgezeichnete Hochgeschwindigkeits-Schaltleistung aus.
  • Welche Faktoren müssen bei der Reihenschaltung von SiC-MOSFETs berücksichtigt werden?
    • - The ground isolation of The upper device can only guarantee The dielectric withstand voltage
      - A floating power supply is required for series gate voltages
      - When connected in series, since The temperature coefficient of The on resistance is positive, in order to prevent thermal runaway it is necessary to consider sufficient derating
      - taking into account product variations
      - When used as A single high voltage switch in series it is recommended to implement appropriate voltage dividing measures such as inserting A large resistance in parallel
      - The switch timing must be matched to prevent destruction due to breakdown voltage
  • Warum tritt ein Unter-/Überschwingen des Gate-Signals auf, während der SiC-Halbleiter angesteuert wird?
    • Die Auswirkungen von parasitärer Kapazität und Induktivität auf der Platine können als eine Art LC-Resonanz angesehen werden. Überprüfen Sie die folgenden Punkte:
      1) Anschluss des externen Widerstands an die Gate-Treiberschaltung
      2) Ausgangskapazität der Gate-Treiberschaltung
      3) Parasitäre Induktivität der Verkabelung der Gate-Treiberschaltung
      4) Gate-Kapazität des SiC-MOSFET
      5) Interner Gate-Widerstand des SiC-MOSFET usw.
      Bei geringem Widerstand erhöht sich der Spitzenwert der Unter-/Überschwingung und die Abklingzeit des Nachschwingens verlängert sich.
      Bei hoher Kapazität nimmt der Spitzenwert ab, wodurch die Umschaltgeschwindigkeit reduziert wird.
      Durch eine höhere Induktivität steigt die Induktanz an.
  • Wie kann bei der Verwendung von SiC-Produkten das Über- und Unterschwingen des Gate-Signals vermindert werden?
    • Die Auswirkungen von parasitärer Kapazität und Induktivität auf der Platine können als eine Art LC-Resonanz angesehen werden.
      Überprüfen Sie die folgenden Zustände:
      1) Erhöhter externer Gate-Widerstand an die Gate-Treiberschaltung angeschlossen
      2) Geringere Ausgangskapazität der Gate-Treiberschaltung
      3) Geringere parasitäre Induktivität der Verkabelung der Gate-Treiberschaltung
      Bei geringem Widerstand erhöht sich der Spitzenwert der Unter-/Überschwingung und die Abklingzeit des Nachschwingens verlängert sich.
      Bei hoher Kapazität wird die Umschaltgeschwindigkeit reduziert.
      Es wird empfohlen, die Induktivität so niedrig wie möglich zu halten.
  • Was passiert mit der Gate-Ansteuerspannung in SiC-MOSFETs und -Modulen, wenn von den empfohlenen Werten (Eingeschaltet: 18 bis 22 V, Ausgeschaltet: -3 bis -6 V) abgewichen wird?
    • Wenn die Gate-Ansteuerspannung im eingeschalteten Zustand weniger als 15 V beträgt ist es möglicherweise unmöglich, den Betriebszustand aufrecht zu erhalten. Beträgt sie weniger als 14 V, wechseln die Eigenschaften des Einschaltwiderstands vom Positiven ins Negative.
      Daher sinkt der Einschaltwiderstand bei hohen Temperaturen, wodurch die Gefahr eines thermischen Durchgehens erhöht wird.
      Stellen Sie also sicher, dass die Spannung mehr als 15 V beträgt.
      Die TZDB-Serie von ROHM weist eine Stehspannung von mehr als 40 V auf, wodurch einem Gate-Durchbruch vorgebeugt und Störungsfreier Betrieb sichergestellt wird.
      Allerdings verändert sich der Schwellenwert durch stetiges Überschreiten der Nennspannung (-6 V/+22 V) aufgrund der Defekte, die an der Schnittstelle der Gate-Oxidschicht auftreten.
      Da aber die Auswirkungen der Schwellenspannungsschwankungen während einer kurzzeitigen Überspannung (unter 300 ns) gering sind, reicht der tatsächlich zulässige Bereich von -10 V bis +26 V.
  • Wird für die Gate-Ansteuerspannung in SiC-MOSFETs und -Modulen eine negative Vorspannung benötigt?
    • Steigt das Drain-Potenzial in einem FET in ausgeschaltetem Zustand, so kann auch das Gate-Potenzial durch die Auswirkungen der AC-Kopplung der Gate-Drain-Kapazität ansteigen.
      Ein typisches Beispiel ist ein in Reihe geschalteter Brückentreiber.
      Zur Vermeidung von Kurzschlussschäden durch fehlerhaftes Einschalten wird eine negative Vorspannung empfohlen.
      Ein Anstieg des Gate-Potenzials kann auch durch eine Erhöhung der Gate-Source-Kapazität vermindert werden.
      Wird ein Miller Clamp-MOSFET zwischen Gate und Source geschaltet, kann außerdem ein Anstieg des Gate-Potenzials durch zuverlässigen Kurzschlussbetrieb vermieden werden.
      Trotzdem können beim Ansteuern des Miller Clamp-MOSFET Störungen durch Rauschen auftreten.
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