近年來，寬禁帶半導(dǎo)體SiC器件得到了廣泛重視與發(fā)展。SiC MOSFET與Si MOSFET在特定的工作條件下會表現(xiàn)出不同的特性，其中重要的一條是SiC MOSFET在長期的門極電應(yīng)力下會產(chǎn)生閾值漂移現(xiàn)象。本文闡述了如何通過調(diào)整門極驅(qū)動負(fù)壓，來限制SiC MOSFET閾值漂移的方法。

　　1. Vth漂移現(xiàn)象

　　由于寬禁帶半導(dǎo)體SiC的固有特征，以及不同于Si材料的半導(dǎo)體氧化層界面特性，會引起閾值電壓變化以及漂移現(xiàn)象。為了理解這些差異，解釋這些差異與材料本身特性的關(guān)系，評估其對應(yīng)用、系統(tǒng)的影響，需要更多的研究及探索。

　　就靜態(tài)門極偏置而言，針對Si器件閾值特性的標(biāo)準(zhǔn)測試流程并不適用于SiC MOSFET。因此，一種新的測試方法——測試-偏置-測試——被用來評估SiC MOSFET的BTI（Bias-Temperature Instabilities，偏壓溫度不穩(wěn)定性）特性。它可以區(qū)分可恢復(fù)的Vth漂移以及永久性的閾值漂移。這種測量技術(shù)已經(jīng)用來對最新發(fā)布的SiC MOSFET的閾值穩(wěn)定性進(jìn)行了深度研究。

　　數(shù)據(jù)顯示，長期的開關(guān)應(yīng)力會引起Vth的緩慢增加。這一現(xiàn)象，在不同品牌、不同技術(shù)的SiC MOSFET上均可以觀測到。相同偏置條件下不同器件的Vth漂移值是相似的。Vth上升會引起Rds（on）的輕微上升，長期影響是通態(tài)損耗會增加。

　　需要注意的是，器件的基本功能不會被影響，主要有：

　　1、耐壓能力不會受影響

　　2、器件的可靠性等級，如抗宇宙射線能力，抵抗?jié)駳獾哪芰Φ炔粫苡绊憽?/p>

　　3、Vth漂移會對總的開關(guān)損耗有輕微影響

　　影響Vth漂移的參數(shù)主要包括：

　　1、開關(guān)次數(shù)，包括開關(guān)頻率與操作時間

　　2、驅(qū)動電壓，主要是Vgs（off）

　　以下參數(shù)對開關(guān)操作引起的Vth漂移沒有影響

　　1、結(jié)溫

　　2、漏源電壓

　　3、漏極電流

　　4、dv/dt， di/dt

　　2. Vth漂移對應(yīng)用的影響

　　長期來看，對于給定的Vgs， 閾值漂移的主要影響在于會增加Rds（on）。通常來說，增加Rds（on）會增加導(dǎo)通損耗，進(jìn)而增加結(jié)溫。在計算功率循環(huán)時，需要把這個增加的結(jié)溫也考慮進(jìn)去。

　　結(jié)溫的增加是否需要格外重視取決于實際應(yīng)用及工況。在很多案例中，即便是20年工作壽命到期后，結(jié)溫的增加仍然可以忽略不計。然而在另一些應(yīng)用中結(jié)溫的增加可能就會很重要。因此，在這種情況下，就需要根據(jù)下述的設(shè)計指導(dǎo)進(jìn)行驅(qū)動電壓選擇。