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SiC DRIVER
POWER 11 - GIUGNO/LUGLIO 2016temperatura crescente, è così migliore e più facile da realiz-
zare. Riassumendo: è possibile ottenere efficienza e densità
di potenza maggiori con spesa inferiore.
La trasformazione del SiC: da abrasivo a interruttore
La maggior parte dei MOSFET di potenza disponibili sul
mercato viene oggigiorno realizzata in silicio monocristal-
lino. Ciò significa, in sostanza, che un materiale è formato
di molecole di una rete cristallina unitaria od omogenea.
I cosiddetti SiC-FET vengono realizzati in carburo di sili-
cio cristallino (un materiale ampiamente utilizzato come
abrasivo nell’industria meccanica). Rispetto al carburo di
silicio, il silicio ha una costante dielettrica superiore, un
punto di fusione inferiore e una maggiore resistenza termi-
ca. Le differenze specifiche dei due materiali (banda proi-
bita, intensità di campo, velocità di deriva degli elettroni)
fanno supporre che i componenti di potenza realizzati con
il carburo di silicio possano essere fatti funzionare
con temperature e densità di potenza superiori. Il
processo di produzione, impegnativo dal punto di
vista tecnologico, richiede anche nel successivo fun-
zionamento nuove unità di controllo e di regolazio-
ne che consentano una commutazione affidabile di
questi semiconduttori di potenza.
Il pilotaggio dei MOSFET avviene tramite la tensio-
ne di gate. Se questa è di 0V, non si ha alcuna con-
duzione, non si verifica alcun flusso di corrente fra drain e
source e il componente è per così dire aperto. Quando la
tensione di gate supera la cosiddetta tensione di soglia, il
componente cambia comportamento e conduce. Durante
il funzionamento di un FET si verificano sempre perdite di
commutazione e di conduzione che comportano un riscal-
damento. Le perdite di conduzione, dette anche perdite
ON, dipendono in sostanza dal semiconduttore di potenza,
quelle di commutazione dal pilotaggio. Occorre perciò pre-
stare sempre particolare attenzione al cablaggio del gate.
Tutta una questione di progetto
Nella figura 1 è riportato un tipico stadio di eccitazione
semplificato per un interruttore low-side. Il diodo D2 pro-
tegge il gate da alti picchi di tensione; in genere qui si usa
un diodo soppressore. Il diodo D3 deve essere dimensiona-
to in modo tale che, al raggiungimento della rigidità die-
Fig. 2 – Tipico stadio di eccitazione con convertitore DC/DC,
nonché driver SiC-MOSFET e optoaccoppiatore