关于半导体功率器材来说，门极电压的取值对器材特性影响很大。从前从前聊过门极负压对器材开关特性的影
关于半导体功率器材来说，门极电压的取值对器材特性影响很大。从前从前聊过门极负压对器材开关特性的影响，而今日咱们来一同看看门极正电压对器材的影响。文章将会从导通损耗，开关损耗和短路功能来别离评论。
不管是MOSFET仍是IGBT，都是受门极操控的器材。在相同电流的条件下，一般门极电压用得越高，导通损耗越小。因为门极电压越高意味着沟道反型层强度越强，由门极电压而发生的沟道阻抗越小，流过相同电流的压降就越低。不过器材导通损耗除了受这个门极沟道影响外，还和芯片的厚度有很大的联系，一般越薄的导通损耗越小，所以平等芯片面积下宽禁带的器材导通损耗要小得多。而相同资料下耐压越高的器材就会越厚，导通损耗就会变大。这种由芯片厚度引起的导通损耗不受门极电压影响，所以器材耐压越高，门极电压即便进一步增大对导通损耗奉献是有限的。
咱们从器材的标准书中很简单得到这个定论，如图1的a、b别离是一个IGBT器材IKW40N120CS7的输出特性曲线。在相同的IC电流下，门极电压越高，对应的输出线越陡，VCE饱满压降越小。可是门极电压大于15V后，即便门极电压再升高，VCE饱满压降变小得不多了。所以IGBT选用15V驱动是一个不错的挑选。
别的，门极的正压对下降开关损耗也是有协助的。因为注册的进程相当于一个对门极电容充电的进程，初始电压越大，充电越快，一般来说注册损耗越小。而关断损耗则受门极负压影响，简直不受门极正电压影响。咱们利用了双脉冲渠道做开关波形的测验。图4是SiC MOSFET的开关损耗在不同门极电压和不同IC电流下的体现。图5是IGBT的注册损耗。而因为SiC MOSFET的开关损耗绝对值比IGBT要小得多，所以从开关损耗下降的份额来看，SiC MOSFET作用更显着。
凡事有得有失，尽管门极电压高对导通损耗和注册损耗都好，可是会献身短路功能。下式为MOSFET短路电流的理论公式，IGBT短路行为与MOSFET相似。式中μn为电子的搬迁速率，Cox为单位面积栅氧化层电容，W/L为氧化层宽长比，Vgs为驱动正电压，Vth为门极阈值电压。从式中可以精确的看出，门极正电压越大，电流会显着上升。
比方IGBT在门极电压15V下有10μs的短路才能，但在门极16V时，短路才能会下降到7μs不到，如图6。对SiC MOSFET而言，相同电流的芯片面积小得多，且或许作业在更高的母线电压导致短路瞬态能量更大，假如门极电压超越15V，甚至会失掉短路耐受才能。
不管对IGBT仍是SiC MOSFET来说，运用的门极正电压越高，导通损耗和注册损耗都会下降，对全体开关功率有利。可是会影响器材的短路耐受才能。假如在运用SiC MOSFET时不需要短路才能的话，主张恰当提高门极的正电压。
SiC MOSFET的导通损耗体现相相似，如图2所示为IMW120R030M1H的输出特性。比较于图1的横坐标，图2的电压跨度更大，也便是说SiC MOSFET合适门极电压更高（比方18V），导通损耗更小，获益更大。可是考虑门极氧化层的可靠性，运用电压正常情况下不会超越20V，英飞凌1200V的SiC MOSFET主张运用电压为18V。
归纳以上两者特性来说，1200V的IGBT一般在15V今后，改变不显着，而1200V的SiC MOSFET则改变大，如图3。这还在于关于1200V等级的SiC MOSFET来说，沟道电阻所占比重较大，而减小沟道电阻的有用手法便是提高门极电压。
