轻掺杂梯度场停止层的应用：提升1200伏SiC MOSFET的软反向恢复特性

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Demonstration of Lightly Doped Gradient Field-Stop Layer for Improved Soft Reverse Recovery in 1200 V SiC MOSFET

　　

碳化硅（SiC）MOSFET 的体内二极管通常被用作外部自由轮二极管的一种成本和面积效率更高的替代方案。在快速开关应用中，换流回路的杂散电感对体内二极管的关断行为有显著影响，从而导致明显的浪涌电压和振荡。通过引入轻掺杂的梯度场停止（LDG-FS）结构，该器件的动态损耗和击穿电压得到了改善，同时保持了相同的导通电阻。实验结果表明，与传统均匀重掺杂的场停止（HD-FS）结构相比，所提出的 LDG-FS 结构的击穿电压提高了 120 V。在相同的开关电路中，体内二极管反向恢复的软度显著增强，允许使用更小的外部栅极电阻，从而实现更快的开关速度。相比之下，在相同的条件下，电压超调减少了 19%。此外，通过调整相关参数，LDG-FS 器件的导通损耗降低了 31%。这些改进显著提高了 SiC MOSFET 的整体开关效率。