브릿지 구성 시, 게이트 – 소스 전압의 동작 : Turn-off 시

드라이버 소스 단자가 있는 패키지의 SiC MOSFET와 드라이버 소스 단자가 없는 패키지의 SiC MOSFET는 브릿지 구성 시 게이트 – 소스 전압의 동작이 달라집니다. 지난 편에서는 LS (Low-side) SiC MOSFET가 Turn-on하는 경우의 동작에 대해 설명했습니다. 이번에는 LS SiC MOSFET가 Turn-off하는 경우의 동작에 대해 설명하겠습니다.

브릿지 구성 시, 게이트 – 소스 전압의 동작 : Turn-off 시

브릿지 구성에서 드라이버 소스 단자가 있는 패키지의 SiC MOSFET LS가 Turn-off하는 경우의 동작에 대해 지난 편과 마찬가지로 드라이버 소스 단자가 없는 TO-247N과의 차이점을 중심으로 설명하겠습니다.

하기 파형도는 Turn-off 시의 각 스위칭 파형으로, 왼쪽이 드라이버 소스 단자가 없는 TO-247N 패키지 제품, 오른쪽이 드라이버 소스 단자가 있는 TO-247-4L 패키지 제품입니다. 각각의 가로축은 시간을 나타내며, 시간 영역 Tk (k=3~7)의 정의는 파형도 아래에 정리하였습니다. 그리고, 오른쪽 아래 회로도에는 TO-247-4L 패키지 제품의 브릿지 회로에서의 게이트 단자 전류를 표시하였습니다. 파형도 및 회로도에는 각각의 시간 영역에서 발생하는 현상을 (IV)~(VII)로 표시하였습니다. 현상 (VII)은 구간 T5가 종료된 직후에 발생합니다.

브릿지 구성에서 LS SiC MOSFET Turn-off 시의 각 스위칭 파형

파형도를 비교하면, TO-247-4L의 현상 (VI)과 (VII)이 TO-247N과 다르다는 것을 알 수 있습니다.

현상 (VII)은, 구간 T5가 완료되어 I_{D_HS}의 변화가 멈추면, dV_{F_HS}/dt가 소멸하여 게이트 단자로 유입되는 I_CGD가 흐르지 않게 되고, I_CGD의 전류 경로에 존재하는 배선 인덕턴스에 축적된 에너지로 인해 발생하는 전압이 게이트 – 소스 사이에 플러스 서지로서 관측되는 것입니다. 이러한 플러스 서지도 TO-247N의 경우에는 거의 관측되지 않습니다.

TO-247N의 Turn-off 동작에 대한 자세한 내용은 Tech Web SiC 파워 디바이스 기초 지식 「Low-side 스위치 Turn-off 시의 게이트 – 소스 전압 동작」이나 어플리케이션 노트 「브릿지 구성에서의 게이트 – 소스 전압 동작 : Turn-off 시 게이트 신호의 동작」 부분을 참조하여 주십시오.

상세 내용은 어플리케이션 노트 「게이트 – 소스 전압의 서지 억제 방법」이나, Tech Web 기초 지식 SiC 파워 디바이스의 「SiC MOSFET：게이트 – 소스 전압의 서지 억제 방법」을 참조하여 주십시오.