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VI Power POWER 20 - OTTOBRE 2019 È ampiamente riconosciuto che i moderni MOSFET al carburo di silicio (SiC) riescono a raggiungere una velocità di commutazione elevatissima, consentendo di ridurre significativamente le perdite nei convertitori elettronici di potenza. Tuttavia non sempre è possibile sfruttare appieno il potenziale dei componenti, questo a causa dei limiti dei tradizionali package utilizzati. In quest’articolo illustreremo alcuni di questi limiti e ana- lizzeremo i vantaggi che derivano dall’uso di un packa- ge adeguato. Infine metteremo in evidenza gli effetti di questo miglioramento del package a livello di sistema prendendo come esempio un PFC da 3,7 kW con topo- logia totem pole. Performance di commutazione limitata con i transistor in package tradizionali La figura 1 mostra uno dei package più frequentemen- te utilizzati per i transistor di potenza. Come si evince dalla rappresentazione, ognuno dei terminali del com- ponente mostra un’induttanza parassita. Questi sono stati aggiunti a una rappresentazione semplificata di un tipico circuito di comando del gate. Sulla base di questa rappresentazione è possibile capire che l’induttanza di drain e di source contribuisce all’induttanza del circui- to nel quale viene commutata la corrente di carico. Alla disattivazione del MOSFET seguirà una sovratensione, perciò la velocità di spegnimento deve essere limitata. In questo modo si garantisce che non venga superata la tensione drain-source massima consentita. Le induttanze parassite dei terminali gate e source sono parte del circuito fra gate driver e MOSFET. Queste in- duttanze riducono la massima velocità di variazione della corrente di gate possibile e, insieme alle capacità parassi- te non rappresentate qui, possono provocare oscillazioni nel circuito di gate. Infine, in particolare all’accensione del MOSFET, risulta problematica l’induttanza L S , in quanto questa è presente sia nel circuito di carico sia nel circuito di gate. Attraverso la caduta di tensione indutti- va V LS dovuta all’induttanza L S (mentre I S aumenta) l’ef- fettiva tensione di gate V GS ‘ sul MOSFET SiC si riduce. MOSFET SiC in package SMD a bassa induttanza per applicazioni automotive Una descrizione dei vantaggi a livello di performance derivanti dall’utilizzo di un package SMD a bassa induttanza con terminale Kelvin source per MOSFET SiC veloci Fig. 1 – Tradizionale package per semiconduttori e relative induttanze parassite Christian Felgemacher, Felipe Filsecker, Farhan Beg, Aly Mashaly ROHM Semiconductor GmbH Seiya Kitagawa, ROHM Co., Ltd. Fig. 2 – La tensione di gate effettiva sul chip (V GS ) viene ridotta all’accen- sione da L S