通过驱动器源极引脚将开关损耗降低约35%

－接下来，请您介绍一下驱动器源极引脚是如何降低开关损耗的。首先，能否请您对使用了驱动器源极引脚的电路及其工作进行说明？

Figure 4是具有驱动器源极引脚的MOSFET的驱动电路示例。它与以往驱动电路（Figure 2）之间的区别只在于驱动电路的返回线是连接到驱动器源极引脚这点。请看与您之前看到的Figure 2之间的比较。

从电路图中可以一目了然地看出，包括V_G在内的驱动电路中不包含L_SOURCE，因此完全不受开关工作时的I_D变化带来的V_LSOURCE的影响。

如果用公式来表示施加到内部芯片的电压V_{GS_INT}的话，就是公式（2）。当然，计算公式中没有3引脚封装的公式（1）中存在的L_SOURCE相关的项。所以，4引脚封装MOSFET的V_{GS_INT}仅受R_{G_EXT}和I_G引起的电压降V_{RG_EXT}的影响，而且由于R_{G_EXT}是外置电阻，因此也可调。下面同时列出公式（1）用以比较。

－能给我们看一下比较数据吗？

这里有双脉冲测试的比较数据。这是为了将以往产品和具有驱动器源极引脚的SiC MOSFET的开关工作进行比较，而在Figure 5所示的电路条件下使Low Side（LS）的MOSFET开关的双脉冲测试结果。High Side（HS）是将R_{G_EXT}连接于源极引脚或驱动器源极引脚，并仅使用体二极管换流工作的电路。

Figure 6是导通时的漏极-源极间电压V_DS和漏极电流I_D的波形。这是驱动条件为R_{G_EXT}＝10Ω、V_DS＝800V，I_D约为50A时的波形。

红色曲线的TO-247-4L为4引脚封装，蓝色的TO-247N为以往的3引脚封装，其中的SiC MOSFET芯片是相同的。

我们先来比较一下虚线I_D的波形。与蓝色的3引脚封装品的波形相比，红色的4引脚封装的I_D上升更快，达到50A所需的时间当然也就更短。

虽然V_DS的下降时间本身并没有很大的差别，但栅极信号输入后的开关速度明显变快。

－就像您前面说明的，区别只在于4引脚封装通过设置驱动器源极引脚，消除了L_SOURCE的影响，因此它们的开关特性区别只在于L_SOURCE的有无所带来的影响？可不可以这样理解？

基本上是这样。当然，也有一些应该详细查考的事项，但如果从栅极驱动电路中消除了L_SOURCE的影响，则根据Figure 4中说明的原理，开关速度将变快。关于关断，虽然不像导通那样区别显著，但速度同样也会变快。

－这就意味着开关损耗得到了大幅改善。

这里有导通和关断相关的开关损耗比较数据。

在导通数据中，原本2,742µJ的开关损耗变为1,690µJ，损耗减少了约38%。在关断数据中也从2,039µJ降至1,462µJ，损耗减少了约30%。

－明白了。最后请你总结一下，谢谢。

SiC MOSFET具有超低导通电阻和高速开关的特点，还具有可进一步缩小电路规模、提高相同尺寸的功率、以及因降低损耗而提高效率并减少发热量等诸多优点。

另一方面，关于在大功率开关电路中的功率元器件的安装，由于必须考虑寄生电感等寄生分量的影响，如果开关电流速度明显提高，那么其影响也会更大。这不仅仅是实装电路板级别的问题，同时也是元器件封装级别的课题。

此次之所以在最新一代SiC MOSFET中采用4引脚封装，也是基于这样的背景，旨在在使用了SiC功率元器件的应用中，进一步降低损耗。

这里有一个注意事项，或者说是为了有效使用4引脚封装产品而需要探讨的事项。前面提到了通过消除封装电感L_SOURCE的影响可提高开关速度并大大改善开关损耗。这虽然是事实，但考虑到稳定性和整个电路工作时，伴随着开关速度的提高，也产生了一些需要探讨的问题。就像“权衡（Trade-off）”一词所表达的，电路的优先事项一定需要用最大公约数来实现优化。

对此，将在Tech Web的基础知识“SiC功率元器件”中进行解说。另外，您还可以通过ROHM官网下载并使用本次议题的基础，即Application Note“利用驱动器源极引脚改善开关损耗（PDF）”。

－感谢您的讲解。
审核编辑：汤梓红