來源：御用小威的后花園

MOSFET的Drain（漏極）、Source（源極）、G（柵極）三個(gè)引腳，其兩兩之間都可以用TVS來做過壓保護(hù)。

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VGS的保護(hù)（TVS1）

MOSFET的規(guī)格書中對(duì)于VGS都會(huì)有限定的電壓范圍。在實(shí)際應(yīng)用中，VGS可能會(huì)由于ESD或者瞬態(tài)浪涌等影響而超過限定值，即使時(shí)間很短也有可能會(huì)導(dǎo)致柵極氧化層的損壞，從而導(dǎo)致MOSFET失效。

上述MOSFET規(guī)格書的例子中，VGS穩(wěn)態(tài)電壓的范圍是±20V，VGS瞬態(tài)電壓的范圍是±30V。通常VGS的驅(qū)動(dòng)電壓范圍是12V~15V。

所以根據(jù)以上條件，TVS的VR電壓15V~18V是比較常見的選擇。

VR=15V~18V大于VGS驅(qū)動(dòng)電壓，保證TVS在正常驅(qū)動(dòng)時(shí)候不導(dǎo)通，不額外增加驅(qū)動(dòng)的負(fù)擔(dān)。

Vc=24.4V~29.2V小于Vgs的最高耐壓，保證有瞬態(tài)過壓發(fā)生時(shí)，TVS的鉗位電壓足夠低，可以有效地保護(hù)MOSFET的柵極。

如果VGS沒有負(fù)壓驅(qū)動(dòng)，可以選擇單向TVS，這樣負(fù)向鉗位相當(dāng)于二極管正向?qū)ǖ腣f=0.3~0.7V，會(huì)比雙向TVS的負(fù)向鉗位效果要更好。如下圖：

如果VGS有負(fù)壓驅(qū)動(dòng)，則需要選擇雙向TVS。如下圖：

但這樣會(huì)有一個(gè)潛在的問題，VGS負(fù)向驅(qū)動(dòng)電壓才-5V比正向的+15V小很多，但鉗位電壓卻會(huì)因?yàn)門VS雙向?qū)ΨQ的關(guān)系，和正向一樣高。對(duì)于Si MOSFET和IGBT來說這不是什么大問題。因?yàn)樗麄僔GS的正向和負(fù)向耐壓是一樣的，所以即使負(fù)向鉗位電壓稍微高一些，也不會(huì)有損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

但對(duì)于SiC MOSFET來說，這個(gè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)是不可以忽視的。SiC MOSFET的柵極氧化層更薄，更容易在生長從產(chǎn)生不平整等缺陷。如下圖：

所以SiC MOSFET的負(fù)向電壓不能像Si MOSFET一樣做得那么深，通常為-5V~-8V左右。

所以傳統(tǒng)的雙向TVS就無法很有效地保護(hù)SiC MOSFET的柵極。此時(shí)，選擇一顆非對(duì)稱的TVS可以很有效地來解決這個(gè)問題。比如Littelfuse TVS-Diode-SMFA-Asymmetric-Datasheet.pdf

正向VR=15V~20V，VC=18.57V~26.40V@Ipp=2A

負(fù)向VR=5.5V，VC=7.85V@Ipp=2A

不論正向還是負(fù)向都可以滿足SiC MOSFET的柵極保護(hù)需求。

另外，還有一款車規(guī)級(jí)的非對(duì)稱TVSLittelfuse-TVS-TPSMB-Asymmetric-Datasheet.pdf規(guī)格參數(shù)基本一致，峰值功率為600W，并且滿足AEC-Q101認(rèn)證，非常適用目前新能源汽車中越來越多SiC MOSFET的使用場(chǎng)景。

OK，這篇就先寫到這，還有兩重保護(hù)下次再聊，未完待續(xù)......