SuperFET II MOSFET的應用益處

　　實驗結果證實，在PFC電路中SuperFET II MOSFET能夠穩定運行并具有更好的EMI結果。測量在PFC升壓電路中進行，在AC開/關測試期間，輸入電壓VIN=110VAC和輸出功率水平Pout=300W相同。圖4顯示了啟動時在柵極振蕩VGS （黃線）中，快速超級結MOSFET和SuperFET II MOSFET之間的波形比較差異。對于快速超級結MOSFET，產生的高峰值柵極振蕩超過45V。它會引起過電壓閂鎖（latch-up）效應，最后導致功率MOSFET的柵極信號缺失，如圖4 （a）所示。使用如圖4 （b）所示的SuperFET II MOSFET，峰值Vcc電壓急劇下降到16V，并且消除了閂鎖效應。如果輸出功率水平增加或在相同的輸出功率上輸入電壓降低，這種振蕩效應會強制發生。在AC線路電壓掉落后，該效應也會發生，當線路電壓恢復時，升壓級可為大電容充電至標稱電壓。在此期間，當MOSFET關斷時，漏極電流是相當高的。漏極電流會轉向MOSFET的輸出電容Coss并為其充電至DC母線電壓。電壓斜率與負載電流成正比，且與輸出電容值成反比。因為周圍所有的寄生電容，高dv/dt值導致了電容性轉移電流。連同所有的布局和寄生電感與電容，形成了LC振蕩電路，僅由內部Rg來衰減。在某些條件下，例如在輸入電壓瞬態或短路情況下，會出現高di/dt和dv/dt，這會導致異常開關行為或最差的器件損壞情況。然而，采用優化的SuperFET II MOSFET，有助于改進效率并實現穩定工作。

　　（a）快速超級結MOSFET （b） SuperFET II MOSFET

　　圖4 PFC電路中啟動狀態期間的波形比較

　　（VIN=110VAC， POUT=300W， VO=380V， 600V/190mΩ SJ MOSFET）

　　在400W ATX電源中驗證了SuperFET II MOSFET的EMI性能。圖5顯示了用作PFC開關的快速超級結MOSFET和SuperFET II MOSFET的EMI噪聲輻射測量結果。由于SuperFET II MOSFET的軟開關特性，SuperFET II MOSFET可以減小峰值漏-源電壓、峰值dv/dt和柵極振蕩。通過使用SuperFET II MOSFET，在90MHz至160MHz的頻率范圍內，輻射水平（dBμV）變得更低。特別需要指出，相比快速超級結MOSFET， SuperFET II MOSFET在130MHz的輻射水平低于9～10dBμV，如圖5（b）所示。

　　（a）快速超級結MOSFET

　　（b） SuperFET II MOSFET圖5 在VIN=110Vac，Po=400W下，在ATX電源中測得的EMI輻射

　　結論

　　隨著功率MOSFET技術更加先進，超級結MOSFET帶來了更小的芯片尺寸和更高效率的性能。具有極快開關速度的超級結MOSFET是實現較高效率的基本選擇，但相比先前數代產品，難以控制。新型超級結MOSFET，即SuperFET II MOSFET能夠優化開關性能，在啟動或過載狀況最大化使用了開關性能等大電流運行中減少柵極振蕩、EMI噪聲并改進穩定工作。