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EO POWER - MAGGIO 2022 XXVI Power tensioni di gate di soglia più elevate per i dispositivi SiC sono dovute a un’area proibita (bandgap) più ampia e a livelli di concentrazione più elevati dello strato P della base (Fig. 2), principalmente per evitare rotture dovute a fenomeni di reach-through. Ciò porta ad una sfida fondamentale per ottenere tensioni di pilotaggio del gate ragionevoli nei MOSFET di potenza al carburo di silicio per aprire completamente il canale. La figura 3b è una “instantanea” delle caratteristiche di trasferimento tipiche dei SiC-MOS e Si-IGBT. Si può notare un’apertura del canale MOS SiC leggermente “più lenta” nel punto in cui in cui R dson raggiunge il valore minimo (a una tensione di circa 20 V). Da qui, il gate driver dovrebbe fornire costantemente una tensione del gate di 20 V e idealmente dovrebbe essere configurabile. A causa della carica di gate residua rimanente, nelle strutture SiC-MOS la polarizzazione negativa è obbligatoria e, nuovamente, è ideale se configurabile per l’ottimizzazione. La combinazione di un commutatore di potenza quasi ideale e di componenti parassiti del package (Fig. 4) circostanti provoca sovratensioni e oscillazioni. Fig. 4 – Principali presupposti di gate driver e package per un affidabile ed efficiente pilotaggio SiC-MOS Per questo motivo è necessario: (a) ridurre al minimo tutte le DC link esterne, le connessioni, il percorso di gate (gate path) e gli elementi parassiti interni del package del modulo avanzato di potenza ivi comprese connessioni di gate di tipo Kelvin; (b) utilizzare tecnologia SiC-MOS ottimizzata e (c) se possibile, impiegare una tecnica avanzata di pilotaggio del gate comeil controllo della tensione attivo del gate (Augmented Switching), come mostrato nella figura 4. La combinazione di commutazione rapida e funzionamento ad alta tensione dei SiC MOSFET ne fanno dei candidati ideali per alimentatori ausiliari, soprattutto grazie al funzionamento nettamente migliore nel terzo quadrante. Le tecnologie emergenti come i treni alimentati tramite batterie lo rendono una scelta ancora più interessante, indipendentemente dal tipo di commutazione ( soft o hard ). Ipackagingavanzatiperridurrealminimoeffettiparassiti e le tecniche di pilotaggio del gate digitali possono contribuire in maniera significativa all’ottimizzazione delle prestazioni.