SiC는 Si에 비해 절연 파괴 전계 강도가 약 10배 높으며, 수천V까지의 고내압이 가능합니다. 또한, 단위 면적 당 ON 저항이 매우 작아 전력 손실도 우수합니다. Si에서는 고내압화에 따른 ON 저항의 증대를 개선하기 위해 IGBT가 주로 사용되지만, 스위칭 손실이 크다는 문제점이 있습니다. 반면, SiC는 고속 스위칭 성능도 우수합니다.
・전력 배선 등을 균등하게 하지 않으면, 전류 및 칩 온도가 불안정해집니다. ・스위칭 타이밍을 맞추지 않으면 과전류 파괴가 발생합니다. ・Vgs (on)이 충분히 높지 않을 경우, Ron의 온도 특성이 (-)가 되어 특정 칩에 전류가 집중됨에 따라, 열 폭주로 인한 파괴의 위험성이 있습니다.
・상측 디바이스의 대지 절연이 디바이스의 절연 내전압밖에 보증할 수 없습니다. ・게이트 전압용 플로팅 전원이 직렬수만큼 필요합니다. ・직렬 접속시에는 ON 저항의 온도 계수가 (+)가 되므로, 열 폭주 방지를 위해 제품 편차를 고려하여 충분히 전류를 경감할 필요가 있습니다. ・직렬 접속하여 고내압의 싱글 스위치로서 사용하는 경우에는, 병렬로 고저항을 삽입하는 등, 적절히 분압되도록 대책을 세워야 합니다. ・스위칭 타이밍을 맞추지 않으면 내압 파괴의 우려가 있습니다.
기판의 기생 용량 및 기생 인덕턴스 등의 영향으로 인한 LC 공진이 원인이라 생각됩니다. 하기 항목을 확인하여 주십시오. ①게이트 드라이브 회로에 탑재된 외장 게이트 저항 ②게이트 드라이브 회로의 출력 용량 ③게이트 드라이브 회로 배선의 기생 인덕턴스 ④SiC-MOSFET의 게이트 용량 ⑤SiC-MOSFET의 내부 게이트 저항 등 상기 항목중 하나의 저항이라도 작으면, overshoot 및 undershoot의 최고치가 크고, ringing 감쇠에 시간이 걸립니다. 또한, 용량이 크면 최고치는 작아지지만, 스위칭 속도가 늦어집니다. 인덕턴스가 크면 최고치가 커집니다.
기판의 기생 용량 및 기생 인덕턴스의 영향으로 인한 LC 공진이 원인이라 생각되므로, 하기 항목을 확인하여 주십시오. ①게이트 드라이브 회로에 탑재된 외장 게이트 저항을 크게 한다. ②게이트 드라이브 회로의 출력 용량을 작게 한다. ③게이트 드라이브 회로 배선의 기생 인덕턴스를 작게 한다. 저항이 작으면, overshoot 및 undershoot의 최고치가 크고, ringing 감쇠에 시간이 걸립니다. 또한, 용량이 크면 스위칭 속도가 늦어집니다. 인덕턴스는 가능한한 작게 하여 주십시오.
ON 시의 구동 게이트 전압이 15Ｖ를 밑돌면 충분히 ON되지 않으므로, 14Ｖ 이하가 되면 ON 저항의 온도 특성이 (+)에서 (-)로 변합니다. 이 경우, 고온이 되면 ON 저항이 저하되어 열 폭주의 위험성이 있으므로 반드시 15V 이상이 인가되도록 주의하여 주십시오. TZDB는 40V 이상이므로 게이트 파괴의 우려는 없지만, DC에서 정격 (-6V / +22V)를 넘는 전압을 계속 인가하면, 게이트 산화막 계면에 존재하는 트랩의 영향으로 임계치가 서서히 변동합니다. 순간적인 서지 전압 (300nsec 이내)이라면, 역치 전압 변동의 영향이 작으므로, -10V~+26V의 범위 내에서 허용 가능합니다.
FET OFF 상태에서 드레인 전위가 상승할 때, 게이트 - 드레인간 용량의 AC 커플링 현상으로 인해, 게이트 전위가 상승할 가능성이 있습니다. 대표적인 어플리케이션으로는 직렬 접속한 브릿지 구동입니다. ON 오류에 의한 단락 파괴를 방지하기 위해 마이너스 바이어스 사용을 권장합니다. 게이트 - 소스간 용량을 추가함으로써 게이트 전위 상승을 억제할 수 있습니다. 또한, 미러 클램프 MOSFET를 게이트 - 소스간에 접속하여, 확실히 단락함으로써 게이트 전위 상승을 방지할 수 있습니다. 미러 클램프 MOSFET의 구동 시에는 노이즈에 의한 오동작에 주의하여 주십시오.
