在当今的电源和电力电子领域，碳化硅（SiC）MOSFET 的应用正变得越来越广泛。随着功率半导体技术的不断进步，开关损耗也在持续降低。然而，随着开关速度的不断提高，设计人员需要更加关注 MOSFET 的栅极驱动电路，以确保对 MOSFET 进行安全控制，防止寄生导通现象的发生，避免功率半导体受到损坏。

在栅极驱动电路设计中，必须保护敏感的 MOSFET 栅极结构免受过高电压的影响。Littelfuse 作为行业内的企业，提供了高效的保护解决方案，有助于限度地延长电源的使用寿命、提高其可靠性和鲁棒性。

栅极驱动器设计措施

对于 SiC - MOSFET 驱动器电路的稳健性，有几个关键问题需要考虑。除了驱动器安全切换半导体的主要任务外，各种驱动器还具备短路保护功能。此外，采用适当的设计措施来防止寄生开关至关重要，例如在关断状态下施加负栅极电压。负栅极电压可以增加 MOSFET 栅极阈值电压的偏移量，提高开关单元对电压斜坡的抗扰度。

另一项重要措施是保护 MOSFET 的栅极，防止静电放电（ESD）事件或电路中的寄生效应造成过压浪涌。硅基功率半导体，如 Si - IGBT 和 Si - MOSFET 通常具有对称的栅极额定电压，这种额定值允许使用对称 TVS 二极管进行栅极保护，但实际上并非必要，因为硅栅极电压的额定值足以高于应用的驱动电压。然而，与硅器件不同，SiC - MOSFET 的负栅极电压额定值通常明显低于正栅极电压额定值。因此，使用两个独立的 TVS 二极管进行非对称保护是常见的做法。Littelfuse 现在提供的 SMFA 型集成式非对称双向 TVS 二极管，有助于有效减少寄生效应和 PCB 面积，尤其在快速开关 SiC 应用中优势明显。

产品选择

Littelfuse SMFA 非对称系列 TVS 二极管可有效保护 SiC - MOSFET 栅极免受正向和负向过电压浪涌的影响。根据所需的 SiC - MOSFET 栅极额定电压，SMFA 封装可从 17.6~23.4 V 的正击穿电压中选择，同时负向击穿电压被设置在 7.15V。有关元件的详细信息，请参见表 1。SMFA 非对称 TVS 根据 IEC 61000 - 4 - 2 标准进行测试，采用 SOD - 123FL 扁平封装。

图 2 显示了 SMFA 型非对称 TVS 二极管的静态和动态箝位性能。出于测试目的，提高了驱动器电压以显示 TVS 二极管的动态箝位。需要注意的是，SMFA TVS 二极管不适合限制过高的驱动器电压。

结论

凭借新型集成非对称 TVS SMFA 系列，Littelfuse 提供了一种创新的解决方案，可限度地提高 SiC MOSFET 栅极驱动器电路的稳健性。同时，这种解决方案具有成本效益高、所需 PCB 空间更小、寄生效应等优点，为 SiC MOSFET 栅极保护提供了更优的选择。