☑ 硬开关 大多数 Cascode结构的关断损耗（Eoff）低于开通损耗（Eon）。这一特性在数据手册的开关损耗与电流关系图中明显体现，如图3(a)所示。 Cascode结构的固有开关速度主要由JFET电容及其片上栅极电阻决定，这些参数通过设计进行调整使总开关损耗具有竞争力：Etotal= Eoff+ Eon。 应用 Cascode的主要目的是减慢关断速度，以抑制电压过冲和振铃。因此，理解 Cascode的电容特性非常重要。图1展示了一个带有感性负载的 Cascode在关断时的情况。图中标注了其输出电容（等于JFET的栅漏电容）、片上JFET栅极电阻，以及SiC JFET与Si MOSFET。
图 1 带缓冲电路的Cascode关断情况 图 1 中的实线箭头表示 Cascode 导通时流经感性负载和 Cascode 的电流。当 Cascode关断时，它变为电阻特性，随着 Cascode漏极-源极电压的增加，电流转向输出电容和 JFET 栅极电阻。由于缺乏栅极-漏极电容，只有负载电流会对 Cascode 输出电容充电； Cascode栅极不会强制流过电流。这使得 Cascode的栅极电荷较低，并且不受 dV/dt 感应（寄生）导通的影响，这些都是 Cascode的吸引人之处。 然而，这也对开关速度控制提出了挑战：由于 Cascode输出电容的充电过程不涉及栅极电流，调整 Cascode栅极电阻无法直接调节开关电压压摆率（dV/dt）。栅极电阻可以调整 Cascode MOSFET 的开关速度，从而可以间接调整开关电流压摆率 di/dt。 (这只是一种简化的解释，因为如果 Cascode栅极电阻足够大，dV/dt 就可以调节，但这样开关延迟时间就会过长）。 由于 Cascode的关断速度相对于导通速度更快（见图 3(a)），建议在硬开关应用中使用关断缓冲电路，通常采用电阻电容 (RC) 缓冲器的形式，连接在漏极和源极之间。该设计通过增加外部可调的输出电容和阻尼电阻，对 Cascode结构的固定输出电容进行补偿。图 1 显示了关断期间从 Cascode分流出的额外电流，从而降低了 Cascode的 dV/dt 和 di/dt。这种方式有效弥补了仅通过栅极电阻调节开关速度的局限性。
在图 2 中，输出电容加上额外的缓冲电容由漏极-源极电容表示。在导通过程中，存储在输出电容Coss及部分缓冲电容中的能量会在 Cascode中耗散。缓冲电容的剩余能量则耗散在缓冲电阻中（如果安装的话）。不过，这只会导致总开关损耗略有增加。
图 3 UJ4SC075005L8S 的 (a) 开关损耗与电流的关系，以及 (b) 缓冲电阻能量与电流的关系 图8(a)展示了UJ4SC075005L8S Cascode在硬开关条件下的损耗与电流的关系。从图中可以看出，导通时的开关损耗显著高于关断时的损耗，这是许多 Cascode器件的典型特征。图8(b)则显示了相同器件对应的缓冲电阻的能量损耗。总的缓冲损耗占总硬开关损耗的3%到5%。 需要注意的是，如果没有缓冲电路，通常会出现过多的关断电压过冲和振铃现象。使用缓冲电路后，无论是导通还是关断，Cascode的VDS（漏源电压）、VGS（栅源电压）以及ID（漏极电流）波形都会受到抑制。实践证明，缓冲电路是调节 Cascode开关特性的最有效方法。相比于没有缓冲电路且增加栅极电阻的情况，使用缓冲电路并减少栅极电阻能够降低总开关损耗。SiC JFET Cascode和许多 SiC MOSFET 都是如此。 ☑ 软开关 软开关通常包括零电压开关（ZVS），这是由于 FET 在反向电流流过之后才导通，从而使漏极-源极电压几乎为零。
图 4 Coss和缓冲电路电容中存储的能量在 ZVS 导通时被回收利用 在图4(a)中，右下侧的 Cascode 正在关断，而右上侧的 Cascode 开始续流（freewheel）。此时，漏源电荷从右上侧 Cascode 循环到负载。类似地，在图4(b)中，左上侧的 Cascode 正在关断，而左下侧的 Cascode 开始续流，漏源电荷从左下侧 Cascode 循环到输入端和负载。 因此，在零电压开关（ZVS）条件下，不仅消除了导通开关损耗，还因回收了存储在输出电容（Coss）和缓冲电容（若存在）中的能量，从而降低了关断损耗。若电路中包含缓冲电阻，缓冲电容中的部分能量当然会在缓冲电阻中耗散。若无缓冲电路，软开关与硬开关的关断损耗（Eoff）差异即为硬开关的Eoff减去Eoss。对于高速开关器件而言，这一差值通常很小。 凭借快速的关断速度、灵活的栅极驱动特性以及低 RDS.Coss（SiC JFET 的低 RDS.A）相结合， Cascode 在软开关应用中展现出显著优势。根据电路中其他地方的缓冲情况（例如变压器和/或输出整流器两端），即使在 ZVS 导通的情况下，仍可能需要为 Cascode配置漏源电容以实现关断缓冲。若电路工作在非谐振模式且硬开关状态，则在缓冲电容上串联一个阻尼电阻可能有助于优化性能。 ☑ 开关过程中Cascode 的内部动态解析 实际上，除非 Cascode 的栅极电阻异常大， Cascode 的MOSFET在关断过程中都会发生雪崩击穿，将JFET的栅源电压钳位在-25 V。这对 JFET 来说是完全安全的，因其栅源雪崩电压远低于-25 V。对MOSFET而言亦无风险，因其设计可耐受大电流下的重复雪崩，且雪崩持续时间极短，能量低。此时，负载电流从 JFET 和 MOSFET 沟道分流，对输出电容（和缓冲电容）充电，直到电路中的其他器件续流电流。
Cascode 栅极电阻越小， Cascode的 MOSFET VDS上升越快，MOSFET 将 JFET VGS箝位在 -25 V 的时间越长。当 JFET VGS被箝位在 -25 V 时，即 MOSFET 处于雪崩状态时，JFET VGS与其阈值电压之间的差值最大。此时JFET 的抗噪声能力最强。当存储在杂散电感中的能量充分衰减，MOSFET 就会退出雪崩状态，此时通常会出现振铃。杂散电感主要存在于源极连接线和封装源极引脚中。
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