通过双脉冲测试评估MOSFET的反向恢复特性-什么是双脉冲测试？

我们开设了Si功率元器件的新篇章——“评估篇”。在“通过双脉冲测试评估MOSFET的反向恢复特性”中，我们将通过双脉冲测试来评估MOSFET体二极管的反向恢复特性，并确认MOSFET损耗情况。

MOSFET体二极管的反向恢复特性与桥式电路损耗的关系

在逆变器电路和Totem Pole型功率因数改善（PFC）电路等具有2个以上MOSFET的桥式电路中，由于流过上下桥臂的电流会使导通损耗增加。该现象受开关MOSFET和对应桥臂MOSFET的体二极管（寄生二极管）的反向恢复特性影响很大。因此，在桥式电路中，体二极管反向恢复特性优异的MOSFET优势明显。

什么是双脉冲测试？

双脉冲测试是广泛应用于MOSFET和IGBT等功率开关元件特性评估的一种测试方法。该测试不仅可以评估对象元件的开关特性，还可以评估体二极管和IGBT一同使用的快速恢复二极管（FRD）等的反向恢复特性。因此，对导通时发生反向恢复特性引起损耗的电路的评估非常有效。双脉冲测试的基本电路图如下所示。

另外，当该电路的Q1是续流用MOSFET、Q2是驱动用MOSFET时，双脉冲测试的基本工作如下表所示。基本工作主要可以分为①、②、③这三种。当定义脉冲发生器的电压为V_Pulse、流过电感的电流为I_L、Q2的漏源电压为V_{DS_L}、Q2的漏极电流为I_{D_L}时，各模式的工作、电流路径和波形如表所示。

在工作③中，在Q2导通时可以观测到短路电流（I_{D_L}红色部分）。这是由Q1体二极管的反向恢复特性引发的。

当体二极管从ON转换为OFF时，必须将ON时所蓄积的电荷进行放电。此时，设从体二极管释放出的电荷量为Qrr，释放电荷所产生的电流峰值为Irr，Q2的功率损耗为P_{d_L}，则Q2的导通动作可以如右图所示。I_{D_L}的三角形面积为Qrr、三角形的高为Irr。

一般情况下，当续流侧元件Q1的体二极管反向恢复特性较差、Qrr也较大时，驱动侧元件Q2的导通损耗会增加。因此，在像逆变器电路这样的流过再生电流的应用和Totem Pole型PFC电路中，需要考虑到体二极管的反向恢复特性对损耗有较大的影响。

　　审核编辑：汤梓红