SuperFET II MOSFET的應(yīng)用益處

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，在PFC電路中SuperFET II MOSFET能夠穩(wěn)定運(yùn)行并具有更好的EMI結(jié)果。測量在PFC升壓電路中進(jìn)行，在AC開/關(guān)測試期間，輸入電壓VIN=110VAC和輸出功率水平Pout=300W相同。圖4顯示了啟動時在柵極振蕩VGS （黃線）中，快速超級結(jié)MOSFET和SuperFET II MOSFET之間的波形比較差異。對于快速超級結(jié)MOSFET，產(chǎn)生的高峰值柵極振蕩超過45V。它會引起過電壓閂鎖（latch-up）效應(yīng)，最后導(dǎo)致功率MOSFET的柵極信號缺失，如圖4 （a）所示。使用如圖4 （b）所示的SuperFET II MOSFET，峰值Vcc電壓急劇下降到16V，并且消除了閂鎖效應(yīng)。如果輸出功率水平增加或在相同的輸出功率上輸入電壓降低，這種振蕩效應(yīng)會強(qiáng)制發(fā)生。在AC線路電壓掉落后，該效應(yīng)也會發(fā)生，當(dāng)線路電壓恢復(fù)時，升壓級可為大電容充電至標(biāo)稱電壓。在此期間，當(dāng)MOSFET關(guān)斷時，漏極電流是相當(dāng)高的。漏極電流會轉(zhuǎn)向MOSFET的輸出電容Coss并為其充電至DC母線電壓。電壓斜率與負(fù)載電流成正比，且與輸出電容值成反比。因?yàn)橹車械募纳娙?，高dv/dt值導(dǎo)致了電容性轉(zhuǎn)移電流。連同所有的布局和寄生電感與電容，形成了LC振蕩電路，僅由內(nèi)部Rg來衰減。在某些條件下，例如在輸入電壓瞬態(tài)或短路情況下，會出現(xiàn)高di/dt和dv/dt，這會導(dǎo)致異常開關(guān)行為或最差的器件損壞情況。然而，采用優(yōu)化的SuperFET II MOSFET，有助于改進(jìn)效率并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工作。

　?。╝）快速超級結(jié)MOSFET （b） SuperFET II MOSFET

　　圖4 PFC電路中啟動狀態(tài)期間的波形比較

　　（VIN=110VAC， POUT=300W， VO=380V， 600V/190mΩ SJ MOSFET）

　　在400W ATX電源中驗(yàn)證了SuperFET II MOSFET的EMI性能。圖5顯示了用作PFC開關(guān)的快速超級結(jié)MOSFET和SuperFET II MOSFET的EMI噪聲輻射測量結(jié)果。由于SuperFET II MOSFET的軟開關(guān)特性，SuperFET II MOSFET可以減小峰值漏-源電壓、峰值dv/dt和柵極振蕩。通過使用SuperFET II MOSFET，在90MHz至160MHz的頻率范圍內(nèi)，輻射水平（dBμV）變得更低。特別需要指出，相比快速超級結(jié)MOSFET， SuperFET II MOSFET在130MHz的輻射水平低于9～10dBμV，如圖5（b）所示。

　　（a）快速超級結(jié)MOSFET

　?。╞） SuperFET II MOSFET圖5 在VIN=110Vac，Po=400W下，在ATX電源中測得的EMI輻射

　　結(jié)論

　　隨著功率MOSFET技術(shù)更加先進(jìn)，超級結(jié)MOSFET帶來了更小的芯片尺寸和更高效率的性能。具有極快開關(guān)速度的超級結(jié)MOSFET是實(shí)現(xiàn)較高效率的基本選擇，但相比先前數(shù)代產(chǎn)品，難以控制。新型超級結(jié)MOSFET，即SuperFET II MOSFET能夠優(yōu)化開關(guān)性能，在啟動或過載狀況最大化使用了開關(guān)性能等大電流運(yùn)行中減少柵極振蕩、EMI噪聲并改進(jìn)穩(wěn)定工作。