半桥SiC MOSFET开关的串扰分析

半桥开关的详细原理图，包括SiC MOSFET的寄生参数的结构如图1所示。驱动电压VGH和VGL分别控制高侧 SH 和低侧 SL MOSFET的开关状态 。此外，RGL 和RGL(in) 分别是低侧MOSFET SL的外部和内部栅极电阻，而CGSL、CDGL和CDSL其分别为寄生栅极-源极、漏极-栅极和漏极-源极电容。

图1 基于 SiC MOSFET 的半桥开关的带寄生参数等效电路  

假设 SL 开始处于截止状态，并且MOSFET SH 导通，如图所示 图 2 说明了杂散栅极电压尖峰的产生机制。在时间t1，VGSH 穿过阈值电压VTH，允许低侧MOSFET 的VDSL的漏极-源极电压突然上升，通过寄生电容CDGL 产生电流 iDGL。

此充电电流 iDGL 进一步分别流经寄生电容CGSL和栅极电阻RGL(in)和RGL ，表示为 iGSL 和 iGL。电流 iGL 在栅极电压 VGSL 中引入尖峰，峰值由RGL、CGSL 和 CDGL 确定。因此，如果产生的电压尖峰超过阈值电压VTH，低侧 MOSFET 会发生误导通。

图2 高侧 MOSFET 导通转换期间的电压尖峰图示  

减少 iGL 的一种可能方法是添加外部栅源电容，这不仅可以分流 iDGL，还可以用于抑制杂散电感和栅源电容 CGSL引起的谐振。然而，外部栅源电容增加了栅极电压的上升时间，从而导致增加开关损耗，另外，有些时候外部电容取值不当，也可以造成栅源振荡。  

文献提出可以采用栅极电压电平移位的串扰抑制方法，使用不需要专用负电压源和电压反馈的栅极驱动器 ，而仅使用无源元件即可实现，有机会再详细讨论。  

参考文献：Suppression of Switching Crosstalk and Voltage Oscillations in a SiCMOSFET Based Half-Bridge Converter