共模瞬態(tài)抗擾度
　　工業(yè)應(yīng)用中的快速功率開關(guān)可以提供高于 50 V/ns 的壓擺率。這是減少動態(tài)損耗并實現(xiàn)更高系統(tǒng)效率的理想功能。不過，快速瞬變可能會在相關(guān)柵極驅(qū)動器中產(chǎn)生干擾。在高壓側(cè)驅(qū)動器中，次級側(cè)的快速瞬態(tài)可能會在初級接地中產(chǎn)生振蕩。在最壞的情況下，這可能會導(dǎo)致輸入信號出現(xiàn)故障，從而導(dǎo)致 SiC MOSFET 意外導(dǎo)通。
　　圖 1 顯示了 STGAP2S 器件在直流電壓 Vdc=1500 V 的非?？斓乃矐B(tài)（正瞬態(tài)和負(fù)瞬態(tài)）期間的實驗結(jié)果。波形表明，即使壓擺率約為 120 至 130 V/ns，柵極驅(qū)動器能夠正確操作并保持所需的輸出狀態(tài)。
　　通過米勒電容耦合
　　漏極至源極電壓中的高轉(zhuǎn)換速率瞬態(tài)也會通過米勒電容 (MC)（即 MOSFET 漏極和柵極之間的寄生電容）引起柵極振蕩。為了最大限度地減少這種影響，STGAP2S 的變體之一 STGAP25CM 提供了有源米勒鉗位 (AMC)，請參見圖 2。
　　零件編號# 頻道包裹隔離欠壓閉鎖輸出配置
　　STGAP2SM單身的SO-8N1.7kV9.1V分開開/關(guān)
　　STGAP2單片機單身的SO-8N1.7kV9.1V米勒鉗
　　STGAP2D雙重的SO-16N1.7kV9.1V單路輸出
　　STGAP2HSM單身的SO-8W6kV9.1V分開開/關(guān)
　　STGAP2HSCM單身的SO-8W6kV9.1V米勒鉗
　　STGAP2碳化硅單身的SO-8W6kV15.5V分開開/關(guān)
　　STGAP2SiCSC單身的SO-8W6kV15.5V米勒鉗
　　表 1：STGAP2 技術(shù)的產(chǎn)品組合
　　 稱為開啟閾值的典型值，如數(shù)據(jù)表中所述。
　　圖 1：在 STGAP2S 中測得的正瞬態(tài)和負(fù)瞬態(tài)，VDC=1500V。
　　在需要快速硬開關(guān)瞬態(tài)的應(yīng)用中，推薦使用 AMC 功能與 SiC MOSFET 一起使用。圖 3 描繪了使用 SCTW35N120G2V（STMicroElectronics 的 650V 額定電壓 SiC MOSFET）的半橋逆變器的理想化波形 [6]。由于假設(shè)輸出電流為正，因此低側(cè)開關(guān) (S2) 在續(xù)流時間內(nèi)開啟。 S2 關(guān)斷后經(jīng)過短暫的死區(qū)時間后，高側(cè)開關(guān) S1 導(dǎo)通。當(dāng)這種情況發(fā)生時，S1 的 VDS 變?yōu)榱?，?dǎo)致 S2 的 VDS 增加。兩種瞬變具有相同的轉(zhuǎn)換速率。處于截止電壓的S2的柵極電壓VGS現(xiàn)在通過米勒電容的耦合而被上拉。同理，當(dāng)S1關(guān)斷時，VGS被拉低。對稱地，當(dāng)輸出電流為負(fù)時，S1 中預(yù)計會出現(xiàn)相同類型的振蕩。
　　　圖 2：STGAP2S 的可用選項。
　

　　圖 3：采用 SIC MOSFET 的半橋逆變器以及 VDS 和 VGS 的理想波形。

　　圖 4：半橋逆變器中的 VGS 波形，使用 STGAP2S 的兩種變體。

　　表 2：采用 SO-8W 封裝的 STGAP2H 器件的電壓特性。
　　關(guān)閉狀態(tài)期間 VGS 的正向和負(fù)向振蕩都會對器件和系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。正振蕩可能會導(dǎo)致 MOSFET 寄生導(dǎo)通，進而導(dǎo)致整個半橋發(fā)生擊穿。另一方面，負(fù)振蕩可能會使 VGS 超出安全操作區(qū)域 (SOA)，并觸發(fā)設(shè)備中的退化機制。
　　從圖 4 中的波形可以看出，ACM 能夠在關(guān)閉狀態(tài)期間將 VGS 的正負(fù)尖峰降低至安全值。如圖所示，當(dāng)由 STGAP2SM 驅(qū)動時，SiC MOSFET 的 VGS 可以實現(xiàn)正值，但會帶來寄生導(dǎo)通的風(fēng)險。對于 STGAP2SCM，相同的配置呈現(xiàn)出低得多的尖峰，永遠不會達到正值。
　　同理，圖4右側(cè)的負(fù)向振蕩也減少了。 STGAP2SM 的配置呈現(xiàn)低于絕對最小柵極電壓的負(fù)峰值，對于 SCTW35N65G2V，該電壓為 VGS,min=-10V。使用 STGAP2SCM，負(fù)尖峰永遠不會達到 VGS,min。
　　隔離電壓
　　SO-8W 封裝內(nèi)的柵極驅(qū)動器（請參閱表 1）具有 6 kV 的隔離度。根據(jù) UL1577，該電壓與生產(chǎn)過程中的測試電壓相關(guān)。表 2 顯示了采用 SO-8W 封裝的 STGAP2H 系列電壓特性的更多詳細信息。
　　欠壓鎖定 (UVLO)
　　欠壓鎖定 (UVLO) 是一種保護功能，存在于所有 STGAP2 器件中。它可以防止電源開關(guān)被低于其要求的電壓驅(qū)動。當(dāng)次級側(cè)的電源電壓（即 VH 和 GNDISO 引腳之間的電壓）降至某個值以下時，UVLO 保護被激活。
　　IGBT 和超級結(jié) MOSFET 的工作柵極電壓在 +12 V 至 +15 V 之間。低于此范圍，MOSFET 的導(dǎo)通電阻（或 IGBT 的飽和電壓）開始增加，隨之而來的是開關(guān)。該開關(guān)還可能開始以線性模式運行，導(dǎo)致熱失控和設(shè)備故障。同樣的情況也可能發(fā)生在 SiC MOSFET 中。然而，由于柵極上需要更高的電壓（從 +18V 到 +20V），UVLO 激活的值需要相應(yīng)增加。
　　圖 5 顯示了 STW90N65G2V [5] 的輸出特性。圖中的 VI 曲線是在室溫下針對不同柵源電壓 VGS 值獲得的。圖表下方的值是在漏極電流為 40 A 時計算出的電流傳導(dǎo)功耗。當(dāng) VGS = 18 V（該器件的標(biāo)稱值）時，產(chǎn)生的功耗約為 28 W。
　　　圖 5 – SCTW90N65G2V SiC MOSFET 的輸出特性，以及計算的不同柵源電壓下的傳導(dǎo)損耗。
　　如果柵極驅(qū)動器的電源電壓下降，也會影響 VGS。在圖表中，我們有 VGS = 12 V 的示例，這已經(jīng)使傳導(dǎo)損耗幾乎增加了一倍。進一步降低將導(dǎo)致 MOSFET 以線性模式運行。極高的相關(guān)損耗可能導(dǎo)致 MOSFET 因過熱而失效。
　　為了避免這種情況，STGAP2SiCS [5] 器件的 UVLO 已增加至 15.5 V。即使對 MOSFET 應(yīng)用雙極驅(qū)動，這也能保證適當(dāng)?shù)谋Ｗo。例如，如果向 MOSFET 施加 -3V 的負(fù)關(guān)斷電壓，這將使有效激活電壓降至 +12.5V，對于 SiC MOSFET 來說仍然足夠安全。