探究快速開關(guān)應(yīng)用中SiC MOSFET體二極管的關(guān)斷特性

作者簡介

Paul Sochor, Andreas Huerner, Michael Hell, Rudolf Elpelt

英飛凌科技股份公司，德國

通訊作者：Paul Sochor，paul.sochor@infineon.com

摘要

”

SiC MOSFET體二極管的關(guān)斷特性與IGBT電路中硅基PN二極管不同，這是因為SiC MOSFET體二極管具有獨特的特性。對于1200V SiC MOSFET來說，輸出電容的影響較大，而PN二極管的雙極電荷影響較小。然而，在高溫和高電流密度條件下，雙極電荷與電容電荷同樣重要，即使對于1200V器件來說也是如此。在快速開關(guān)應(yīng)用中，換流回路雜散電感會對體二極管關(guān)斷產(chǎn)生顯著的影響，而這種影響會導(dǎo)致產(chǎn)生明顯的浪涌電壓和振蕩。對于硅基PN二極管來說，關(guān)斷損耗具體為反向恢復(fù)能量損耗。然而，對于SiC MOSFET來說，Erec和Qrr的傳統(tǒng)計算方法可能會產(chǎn)生具有誤導(dǎo)性且與實際特性不一致的結(jié)果，因此Erec和Qrr不能表明器件的實際特性。本文探討了SiC MOSFET的獨有特性以及影響體二極管關(guān)斷特性的多個影響因素，并且闡明了快速開關(guān)應(yīng)用中SiC MOSFET的反向恢復(fù)損耗概念。

1.引言

”

碳化硅（SiC）MOSFET使電力電子電路能夠以超快的開關(guān)速度工作，同時電壓和電流轉(zhuǎn)換速率可以分別遠(yuǎn)超100V/ns和10A/ns。然而，半導(dǎo)體的開關(guān)性能不僅取決于器件的固有特性，而且在很大程度上取決于器件的外部電路和驅(qū)動條件。調(diào)整SiC MOSFET的外部電路可以顯著提高其動態(tài)特性[1]。

當(dāng)探討SiC MOSFET的動態(tài)特性時，重點往往放在SiC MOSFET本身的開通和關(guān)斷特性上。關(guān)于SiC MOSFET體二極管動態(tài)特性的論文很少[2][3]，并且相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)表中尚未充分覆蓋該主題。由于SiC MOSFET在開通狀態(tài)下可以傳導(dǎo)正電流和負(fù)電流，因此通常只需要體二極管在極短的死區(qū)時間內(nèi)傳導(dǎo)電流。當(dāng)負(fù)載電流從將要關(guān)斷的器件換流到另一個已關(guān)斷SiC MOSFET的無源體二極管時，就會存在死區(qū)時間。一旦換流對管開關(guān)再次開通并接管負(fù)載電流，體二極管會進(jìn)行自關(guān)斷（比較圖1）。體二極管關(guān)斷是一種被動行為，因為它總是由另一個SiC MOSFET觸發(fā)，而這另一個SiC MOSFET由正柵極電壓脈沖主動開通。

圖1：體二極管關(guān)斷實例的簡化電路圖。

體二極管是一種PN二極管，它在傳導(dǎo)電流時會積聚電子空穴等離子體[4]。當(dāng)體二極管關(guān)斷時，雙極等離子體電荷從二極管的漂移區(qū)被掃出，同時建立空間電荷區(qū)阻斷母線電壓。此外，空間電荷區(qū)產(chǎn)生電容Coss。關(guān)斷過程中Coss被充電，達(dá)到Vdc。PN二極管的這個關(guān)斷過程通常稱為反向恢復(fù)，由雙極電流和電容電流驅(qū)動。

2. 體二極管關(guān)斷特征

”

SiC材料的介電強(qiáng)度大約是硅（Si）的10倍。因此，SiC器件阻斷某一電壓所需的漂移區(qū)厚度要比硅基器件薄得多。盡管硅基器件和SiC器件的原理相同，但對于電壓等級相同的器件，雙極電荷和電容電荷的比例差別很大。簡單來說，與1200V硅基二極管相比，1200V SiC MOSFET的體二極管在傳導(dǎo)過程中存儲的雙極電荷更少，而關(guān)斷狀態(tài)下的耗盡層電容比1200V硅基二極管要高得多（這是由于漂移層較薄）。電容電荷與雙極電荷的實際比例在很大程度上取決于阻斷電壓。

圖2是Si二極管反向恢復(fù)特性的簡化示意圖。Si二極管的開關(guān)速度是由電子-空穴等離子體從其漂移區(qū)被移出的速率決定。一旦PN結(jié)處的等離子體濃度為零，二極管就可以建立電壓。關(guān)斷過程中的靜電荷稱為反向恢復(fù)電荷，可以根據(jù)瞬態(tài)電流波形進(jìn)行計算：

反向恢復(fù)電荷是半導(dǎo)體器件的一個特性，它由雙極電荷Qbip和電容電荷Qoss組成。Qbip為關(guān)斷過程中被掃出的已存儲雙極電荷。Qoss為輸出電容Coss充電到直流鏈路電壓過程中產(chǎn)生的電容電荷。

與(1)類似，反向恢復(fù)過程的能量按以下公式計算：

Ebip是在二極管漂移區(qū)電場不斷增大的情況下，主動消除雙極載流子產(chǎn)生的能量。該雙極能量在反向恢復(fù)過程中損耗，并且有助于二極管升溫。Eoss是將輸出電容Coss充電到直流母線電壓所需的電容能量。此能量不會以二極管內(nèi)熱量的形式損耗，因為它僅在二極管關(guān)斷時存儲在Coss的電場中。此能量通常在體二極管再次開通后恢復(fù)。

圖2：慢速硅基PN二極管關(guān)斷特性的簡化示意圖。

兩個主要參數(shù)可以用于清楚地區(qū)分SiC MOSFET體二極管與配置反并聯(lián)硅基PN二極管的Si IGBT器件的關(guān)斷特性，即Qoss/Qbip比和開關(guān)速度。

由于Qoss/Qbip比更高，SiC MOSFET體二極管（盡管為PN二極管）的動態(tài)特性很大程度上由其電容特性決定。這一點適用于1200V及以下電壓等級。對于更高電壓等級，該比值中Qbip變大。對于電壓等級≥1200V的Si二極管，動態(tài)特性主要由二極管的雙極特性決定。然而，如后文所示，在高電流和高溫條件下，SiC MOSFET體二極管的雙極特性更加明顯。

第二個參數(shù)是開關(guān)速度。當(dāng)SiC MOSFET體二極管在高電感環(huán)境中運行時，開關(guān)速度尤其重要。后文將更詳細(xì)地探討這一重要參數(shù)。

3. 實驗設(shè)置

”

本文使用帶有可調(diào)節(jié)換流回路雜散電感的自定義雙脈沖試驗裝置研究體二極管的關(guān)斷特性。該試驗裝置由兩個分離的PCB板組成：一個直流母線電容組和一個雙脈沖板。其中，雙脈沖板帶有采用分立TO247-4封裝的高邊和低邊SiC MOSFET開關(guān)。為突出相關(guān)效應(yīng)，本文選用的兩個SiC MOSFET是定制測試器件，相當(dāng)于1200V、45m? CoolSiC MOSFET（IMZ120R045M1），但是其芯片尺寸大約是同等技術(shù)的2.7倍。

兩個測試板之間可以用可變長度和位置的銅排連接，以調(diào)節(jié)換流回路的雜散電感Lσ。如果不使用母線軌（而采用直連），則試驗裝置的Lσ變得非常小。為了進(jìn)一步降低Lσ，本研究還設(shè)計了另一個相同的試驗裝置。該試驗裝置配有額外的低ESL直流母線陶瓷電容，設(shè)置在很靠近兩個開關(guān)的位置，以大幅縮短換流通路。在該低電感配置中，試驗裝置的Lσ降低到6nH左右（不包括TO247封裝的寄生電感）。在該試驗裝置中，TO247封裝的雜散電感約為4.5nH。

圖3為高電感配置中試驗裝置的圖片。從頂部看，低電感試驗裝置與高電感試驗裝置相同，而不同之處在于低電感裝置未使用母線軌。本文在兩種不同的試驗配置下研究SiC MOSFET體二極管的開關(guān)特性。在兩種配置中，總Lσ（包括板和封裝）分別約為15nH和50nH。

使用另一個相同的試驗裝置十分重要。這有助于排除研究中可能產(chǎn)生誤導(dǎo)性結(jié)果的其他可能的影響因素。在極快開關(guān)速度下測量SiC MOSFET尤其具有挑戰(zhàn)性，因為測量過程中存在許多潛在的誤差來源。除了本文所討論的電路板雜散電感的影響，所使用的電流傳感器的質(zhì)量（特別是帶寬）、正確的延時補(bǔ)償（偏差補(bǔ)償）和防止可能發(fā)生再次開通的低阻抗柵極驅(qū)動器連接，對于恰當(dāng)?shù)乇碚黧w二極管的關(guān)斷特性至關(guān)重要。

4. 影響二極管關(guān)斷特性的因素

”

若干因素會對體二極管的關(guān)斷特性產(chǎn)生顯著的影響。選用SiC MOSFET的電路設(shè)計師應(yīng)該全面地了解這些影響因素，以及如何解釋Qrr或Erec等數(shù)值。適當(dāng)?shù)乜紤]某些影響因素并在電路設(shè)計層面采取優(yōu)化措施，有助于提升許多應(yīng)用中體二極管的性能優(yōu)勢。

圖3：帶有可變換流雜散電感的自定義雙脈沖試驗裝置。圖中顯示了高電感配置。

SiC MOSFET體二極管的特性具有動態(tài)特征，就像一個與非線性電容Coss并聯(lián)的單向非線性電阻器。在較高電流和較高溫度下，雙極效應(yīng)會顯現(xiàn)出來。體二極管不能自關(guān)斷，而是需要其換流對管接管負(fù)載電流。因此，體二極管處的開關(guān)條件取決于其有源換流對管開關(guān)的開關(guān)速度。

4.1

雜散電感

電路的雜散電感對體二極管的特性和SiC MOSFET在快速開關(guān)應(yīng)用中的性能有很大的影響[1][5]。[1]中闡述了換流回路雜散電感Lσ如何影響體二極管處的浪涌電壓，以及體二極管處的浪涌電壓成為了提升開關(guān)速度的限制因素。

對于慢速體二極管關(guān)斷（即使用較大的柵極電阻Rg,ext），雜散電感對Qrr或Erec的結(jié)果影響較小。圖4顯示，低至2A的極小體二極管電流被緩慢關(guān)斷。高雜散電感配置和低雜散電感配置下的波形差別很小，并且兩種配置下根據(jù)公式(1)和(2)計算的Qrr和Erec值大致相等。

對于極小的體二極管電流，雙極電荷的影響可以忽略不計，因為體二極管漂移區(qū)的電子空穴-等離子體濃度很低。在這種情況下，Qrr和Erec主要是電容電荷，即Qrr≈Qoss；Erec≈Eoss。

圖4：當(dāng)電流極小時，緩慢關(guān)斷的比較。Erec計算值約等于Eoss。Lσ的影響很小，可以忽略不計。

如果電流較大且開關(guān)速度很快，情況會大不相同。如果有源SiC MOSFET的開通速度非?？?，則無源SiC MOSFET體二極管的關(guān)斷也非常快。由于存在Coss，當(dāng)Lσ值較大時，快速開關(guān)實例可能觸發(fā)明顯的電流和電壓振蕩，這是由于Lσ和Coss形成了LC振蕩器。這些振蕩加強(qiáng)了反向恢復(fù)特性，并且可能產(chǎn)生有誤導(dǎo)性的Qrr或Erec值。

圖5顯示了當(dāng)雜散電感較小和較大時，體二極管非?？焖俚仃P(guān)斷了60A電流。盡管兩種配置下電路在其他方面均相同，關(guān)斷特性卻明顯不同，并且Qrr和Erec的計算值相差超過2倍。圖5很好地說明了兩種測量實際上都不能得出準(zhǔn)確的值。由于LC振蕩產(chǎn)生的額外電荷和能量，高電感配置下測量的Qrr值和Erec值高于實際值，而低電感配置下測量的值低于實際值。在低電感試驗裝置中，電流波形上小得多但明顯可見的振蕩，在vds達(dá)到其直流鏈路值之前產(chǎn)生過零。因此，將(1)中trr2設(shè)定為比有實際意義的值更小的值。如果開關(guān)略慢或Lσ略小，產(chǎn)生過零的時間要晚得多，因此測得的Qrr值和Erec值會差別很大。

圖5：較大電流下快速體二極管關(guān)斷。LC振蕩的影響顯而易見。注：兩種測量中Qrr值和Erec值均不正確。

這個例子清楚地表明，在SiC MOSFET的快速開關(guān)實例中運用(1)和(2)會導(dǎo)致實際二極管性能結(jié)果不正確且不一致。只要開關(guān)過程觸發(fā)明顯的振蕩，即使在低電感試驗裝置中也是如此。對于快速開關(guān)SiC MOSFET，(1)和(2)只能在下述條件下使用：試驗裝置的Lσ足夠低，或者開關(guān)速度設(shè)置得足夠低，以至于開關(guān)過程不會觸發(fā)大幅震蕩。然而，在慢速開關(guān)條件下，載流子復(fù)合會對結(jié)果產(chǎn)生重大影響，并且與實際應(yīng)用的條件有偏差。

另一種更適合計算快速開關(guān)SiC MOSEFT的反向恢復(fù)電荷和能量的方法如下：將積分上限（trr2）設(shè)置為vds達(dá)到直流母線電壓98%左右的時間。

公式(3)和(4)在很大程度上抑制了Lσ的影響，產(chǎn)生了與實際二極管特性更一致的結(jié)果。然而，這兩個公式有一定的局限性，即假設(shè)在關(guān)斷過程中，漂移區(qū)電場到達(dá)漂移區(qū)背面的高摻雜n+場停止層。如果滿足該假設(shè)條件，當(dāng)vds=Vdc時，漂移區(qū)內(nèi)所有等離子體電荷將被有效地掃出。該條件需要解釋正確的Qoss，而當(dāng)vds足夠大時，雙極電荷Qbip變化不大。

為確保公式(3)和(4)的適用性，關(guān)斷過程中的直流母線電壓或電壓浪涌需要足夠高。如果vds沒有達(dá)到足夠高的電壓等級，電場將不能掃出整個漂移區(qū)，而是會留下一定數(shù)量的等離子體電荷。然后，這些等離子電荷將通過載流子復(fù)合逐漸消失。圖6解釋了這種效應(yīng)。如果Vdc大于600V，vds達(dá)到98% Vdc的時間trr2大致與id為零的時間相一致。如果Vdc為300V，則情況將有所不同。當(dāng)達(dá)到Vdc時，仍存在明顯的電流流動。

圖6：直流母線電壓對新計算方法適用性的影響。注：已設(shè)置Rg,ext值，以便根據(jù)類似的di/dt值進(jìn)行調(diào)整。

4.2

二極管電流和溫度

雙極電荷Qbip與溫度[2][5]和電流密度存在明顯的關(guān)系，這是由載流子壽命、遷移率以及其他參數(shù)的變化造成的。這種情況與Qoss不同。通?？梢哉J(rèn)為，Qoss不受溫度和電流密度的影響，但是與電壓存在高度非線性關(guān)系。

在典型工作電壓、室溫和低電流密度條件下，Qbip比Qoss小，可以忽略不計。如圖4所示，低電流下慢速開關(guān)是實驗中量化Qoss的一個合適條件。

隨著電流增大和溫度升高，Qbip對反向恢復(fù)電荷的貢獻(xiàn)增加。在某個點上，Qbip的貢獻(xiàn)超過Qoss，并且體二極管的動態(tài)特性改由漂移區(qū)消除的等離子體控制。

圖7顯示了開關(guān)過程中與溫度的關(guān)系。除了反向恢復(fù)電荷和反向峰值電流的增加，我們會注意到，在溫度更高和其他di/dt相同的條件下，振蕩的阻尼變大。與Si二極管類似，雙極等離子體對開關(guān)過程中觸發(fā)的LC振蕩發(fā)揮阻尼作用。

圖7：SiC MOSFET體二極管關(guān)斷過程中與溫度的關(guān)系。該測量中，僅加熱無源SiC MOSFET。

圖8顯示了在不同電流和溫度條件下，運用公式(3)計算的Qbip和Qoss之間的關(guān)系。由于該試驗中直流母線電壓設(shè)置為800V，Qoss電荷為恒定值，并且不受開關(guān)條件的影響。

圖8：當(dāng)Vdc=800V時，在不同電流和溫度條件下評價反向恢復(fù)電荷。

4.3

開關(guān)速度

漂移區(qū)等離子體中的自由載流子具有一定的復(fù)合壽命。如果通過增大Rg,ext將開關(guān)速度調(diào)得足夠慢，那么漂移區(qū)內(nèi)一定數(shù)量的電荷在被電場主動掃出之前，將通過復(fù)合而消失。

當(dāng)運用公式(1)和(2)計算慢速和快速開關(guān)條件下的Qrr和Erec時，我們會發(fā)現(xiàn)它們與開關(guān)速度存在明顯的關(guān)系。這種關(guān)系似乎表明，隨著開關(guān)速度加快，Qrr和Erec顯著增大。根據(jù)這一結(jié)果，我們實際上可以假設(shè)，漂移區(qū)內(nèi)的復(fù)合壽命僅為幾納秒。然而，當(dāng)Lσ較大且開關(guān)速度較快時，情況并非如此，而是由于LC振蕩對運用公式(1)和(2)所計算的結(jié)果產(chǎn)生較大影響導(dǎo)致的直接結(jié)果。

公式(3)和(4)更適合研究載流子復(fù)合的影響，因為這兩個公式抑制了Lσ的影響。如圖9所示，低雜散電感和高雜散電感配置中測得的反向恢復(fù)電荷隨二極管電流轉(zhuǎn)換速率（di/dt）的變化而變化。該轉(zhuǎn)換速率由有源SiC MOSFET的開通速度控制，而開通速度通過改變Rg,ext控制。從圖中可以看出，在相對較大的di/dt范圍內(nèi)，反向恢復(fù)電荷基本保持恒定。同時，假設(shè)測量精度存在某種程度的不確定性，高雜散電感和低雜散電感配置下測量的值大致相等。對于本實驗中的特定器件，載流子復(fù)合效應(yīng)在典型開關(guān)速度中并不起主要作用。值得注意的是，復(fù)合效應(yīng)取決于技術(shù)和器件。對于芯片面積較大的模塊，由于與分立器件相比，其開關(guān)速度相對較慢，復(fù)合效應(yīng)可能產(chǎn)生重大影響。

圖9：當(dāng)Vdc=800V且Iload=60A時，不同溫度下二極管電流轉(zhuǎn)換速率對反向恢復(fù)電荷的影響。

4.4

關(guān)斷柵極電壓

反向恢復(fù)電荷取決于SiC MOSFET的關(guān)斷柵極電壓 Vgs,off[3]。典型關(guān)斷電壓范圍為-5V到0V。當(dāng)關(guān)斷電壓約為0V，PN結(jié)處的電流密度低于關(guān)斷電壓為-5V時的電流密度，這是因為總電流的一部分流經(jīng)MOS通道。因此，在固定器件電流條件下，漂移區(qū)的等離子體濃度更低，需要被掃出的電荷更少。

圖10強(qiáng)調(diào)了不同關(guān)斷電壓對關(guān)斷特性的影響。從圖中可以看出，當(dāng)關(guān)斷柵極電壓為0V時，Qrr?和Erec?值降低。當(dāng)Vgs,off=0V時，體二極管處的過電壓和振蕩也有所改善。

圖10：當(dāng)T=150°C時，不同柵極關(guān)斷電壓下的快速體二極管關(guān)斷。圖中僅無源器件在不同電壓等級下偏置。

在0V關(guān)斷柵極電壓下運行SiC MOSFET還會帶來其他裨益，比如簡化柵極驅(qū)動器設(shè)計和降低柵極驅(qū)動器成本。然而，這也存在寄生元件開通的風(fēng)險[6]，這最終可能顯著增加開關(guān)損耗。寄生元件開通是由體二極管關(guān)斷實例中非常高的dv/dt轉(zhuǎn)換速率觸發(fā)。圖5明確表明，高雜散電感導(dǎo)致這些電壓轉(zhuǎn)換速率高于實際值。這就是為什么在0V關(guān)斷電壓下快速開關(guān)需要具備下述特征的電路設(shè)計：產(chǎn)生較低換流回路雜散電感和具備低阻抗柵極驅(qū)動器接口。

4.5

死區(qū)時間

在SiC MOSFET的典型應(yīng)用中，體二極管僅在兩個開關(guān)實例之間極短的死區(qū)時間內(nèi)傳導(dǎo)電流。應(yīng)用電路中的典型死區(qū)時間在150ns至1μs之間。死區(qū)時間對體二極管的關(guān)斷特性產(chǎn)生影響[7]。當(dāng)開始導(dǎo)通電流時，二極管逐漸積聚等離子體，直到載流子產(chǎn)生與復(fù)合之間達(dá)到平衡。二極管電壓起初較高，但會隨著等離子體濃度增加到穩(wěn)態(tài)值而降低。

當(dāng)死區(qū)時間設(shè)置為極短時間時，漂移區(qū)的等離子體在體二極管關(guān)斷時可能還未完全建立起來。因此，必須從漂移區(qū)消除的電荷量比死區(qū)時間很長時要少。圖11顯示了死區(qū)時間較短的影響。從圖中可以看出，與死區(qū)時間為1μs相比，死區(qū)時間為300ns時，反向恢復(fù)電荷顯著減少。漂移區(qū)的等離子體濃度在死區(qū)時間為500ns至1μs時達(dá)到飽和。當(dāng) td≥1μs，可以看出反向恢復(fù)特性無差異。

圖11：在T=150°C條件下，不同死區(qū)時間下的快速體二極管關(guān)斷。

由于等離子體濃度降低，較短的死區(qū)時間可以顯著減少恢復(fù)損耗、過電壓和相關(guān)的振蕩行為。然而，典型應(yīng)用實際設(shè)定了死區(qū)時間可以縮短多少的限值。該實際限值受SiC MOSFET本身性能的影響較小。這是因為，如果外部電路設(shè)計得當(dāng)，SiC MOSFET可以在非常快的開關(guān)速度下工作。典型限制針對柵極驅(qū)動器和控制器外圍，可能包括柵極驅(qū)動IC或隔離級的傳輸延遲時間變化。

5. 反向恢復(fù)損耗

”

體二極管的關(guān)斷造成損耗，這會導(dǎo)致半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生焦耳熱。Erec通常指反向恢復(fù)損耗。然而，只有當(dāng)電容電荷Eoss比Ebip小且可以忽略不計（針對高電壓等級硅基二極管）時，這一點才成立。Eoss相當(dāng)于當(dāng)SiC MOSFET阻斷電壓時存儲在Coss中的電能。一旦體二極管再次開通，該能量恢復(fù)，并且不會以熱量損耗的形式在體二極管中消散。然而，由于Coss并非理想的電容，且具有一定的損耗因數(shù)，因此不能假設(shè)恢復(fù)能效達(dá)到100%。這會涉及一小部分電容損耗，但在本研究中可以忽略不計。

僅Ebip完全成為體二極管的關(guān)斷損耗的一部分。計算反向恢復(fù)損耗時，必須從Erec或Erec?中減去Eoss：

除了造成自發(fā)熱損耗，體二極管的反向恢復(fù)電荷還會造成換流“搭檔”的損耗。換流“搭檔”主動開通并接管負(fù)載電流。有源開關(guān)上的額外損耗程度如圖12所示。圖中，有源開關(guān)溫度保持在T=25°C，僅加熱無源器件。將Eon和Eoff與Erec,loss?進(jìn)行比較，可以看出Erec,loss?比較小。圖12還表明，反向恢復(fù)對有源器件開通損耗的影響遠(yuǎn)大于體二極管的關(guān)斷損耗。

圖12：當(dāng)Vdc=800V時，反向恢復(fù)對快速開關(guān)的Eon和Eoff的影響。僅加熱無源器件以突出該影響。

6. 小結(jié)與結(jié)論

”

整體式體二極管的動態(tài)特性在快速SiC MOSFET的開關(guān)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文強(qiáng)調(diào)了SiC MOSFET體二極管相較于Si二極管的獨有特性，并探討了在快速開關(guān)電路中影響關(guān)斷特性的多個因素。

由于換流回路雜散電感不可避免，快速開關(guān)實例觸發(fā)了明顯的振蕩。電路中的雜散電感放大了快速開關(guān)實例的影響。運用針對Si二極管的常用Qrr和Erec計算公式得出的器件特性結(jié)果具有誤導(dǎo)性，因此不適合快速開關(guān)SiC MOSFET。這些值中包括振蕩產(chǎn)生的大量額外電荷，而這些值最終取決于外部電路，而非器件本身的特性。即使在本文中經(jīng)優(yōu)化的極低電感試驗裝置中，快速開關(guān)瞬態(tài)過程中所發(fā)生的振蕩的影響也不能完全消除。

本文提出了一種替代計算方法。運用該方法的計算結(jié)果與實際特性更加一致，并且?guī)缀跄軌蛞种齐娐分须s散電感的影響。盡管這種方法有一定的局限性，但它可以用于計算典型工況下的反向恢復(fù)特性。

本文研究和探討了開關(guān)速度、柵極關(guān)斷電壓、死區(qū)時間和溫度等因素對反向恢復(fù)電荷和能量的影響。結(jié)果表明，當(dāng)電流較小和溫度處于中等水平時，雙極電荷可以忽略不計。該試驗中，體二極管在關(guān)斷過程中顯示出電容特性。當(dāng)電流較大且溫度較高時，雙極特性在動態(tài)特性中起到重要作用。然而，雙極效應(yīng)的影響在很大程度上取決于器件的電壓等級。除此之外，還可能存在其他器件特定效應(yīng)，這需要單獨進(jìn)行研究和探討。