本篇我們將介紹,MOSFET內部的二極體對MOSFET的影響.當逆變器和其他帶有電感性負載的電路在上下臂中有一對 MOSFET 時,電流會在它們開關時的反向恢復期間流過二極體.本篇討論二極體 dv/dt,下面我們將利用半橋架構舉例說明. 假設電感電流流過圖一中的 MOSFET Q2,然後 Q2 turn off, 當Q2 turn off 時,電感電流通過Q1的二極體作為續流電流IF流回. 如圖一中①所示,此時,MOSFET Q1 的電壓等於二極體的正向電壓 VF.接下來,當Q2再次 turn on時,電流開始流過Q2. 如圖一中②所示,Q1的二極體進入反向恢復,導致其VDS電壓急劇上升.VDS電壓的變化率等於二極體的 dv/dt 率. 圖二 顯示了二極體電流和電壓的波形. 圖一:  圖一:『Switching of the upper and lower MOSFETs』(註1) 出處 TOSHIBA Impacts of the dv/dt Rate on MOSFETs Application Note. 圖二:  圖二:『Diode reverse recovery waveforms』(註1) 出處 TOSHIBA Impacts of the dv/dt Rate on MOSFETs Application Note. 下面將介紹二極體的反向恢復,二極體在反向恢復期間會表現出相當大的損耗,當它從正向狀態切換到反向狀態時,在正向狀態下,大量電子和電洞載流子被注入到漂移層中,當二極體反向時,載流子被掃出漂移層,直到正向電流降到為零.在此過程中,大量的恢復電流反向流過二極體,此電流會導致較大的反向恢復損耗,在正向恢復期間,僅發生載流子流動.由於不流過大電流,所以一般正向恢復比反向恢復損耗小. 圖三 顯示了二極體的反向恢復電流波形. 圖三:  圖三:『Reverse recovery waveform of the body diode』(註2) 出處 TOSHIBA Reverse Recovery Operation and Destruction of MOSFET Body Diode Application Note. 一般二極體產生的反向電流會影響到MOSFET的效能,也關係到效率問題,所以有時候我們都會去選擇Trr較小的MOSFET來改善這個問題. |
