应用笔记AN 2012-04

2012年四月V1.0

500V的CoolMOS

TM

CE

500V超结MOSFET的消费

和照明应用

IFAT PMM APS SE SL

勒Mente

弗朗切斯科迪多梅尼科

500V的CoolMOS

TM

CE

应用笔记AN 2012-04

2012年四月V1.0

版2011-02-02

出版

英飞凌科技股份公司奥地利

9500奥地利菲拉赫

英飞凌科技奥地利AG 2012

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修订历史：日期（ 20年12月4日） ， V1.0

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作者： IFAT PMM APS SE SL

勒Mente

弗朗切斯科迪多梅尼科

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st

2

500V的CoolMOS

TM

CE

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2012年四月V1.0

目录

1引言.................................................................................................................................................. 4

1.1

1.2

特点和优点........................................................................................................................ 4

应用程序（目标市场） ..............................................................................................................五

2超结（ SJ ）原理......................................................................................................................五

2.1

2.2

概述...........................................................................................................................五

500V CE的超结利..................................................................................................... 7

2.2.1开关速度............................................................................................................................ 7

2.2.2 BJT （双极型晶体管） -Effect ....................................... ................................................. 9

3技术参数............................................................................................................................11

3.1

3.2

栅极电荷（Q

g

) .............................................................................................................................11

能量存储在输出电容（E

OSS

) ....................................................................................12

4测量结果...............................................................................................................................13

4.1

4.2

效率的CCM PFC ....................................................................................................................13

硬换相的导电体二极管............................................ ................................... 15

5设计指南使用500V CE .......................................................................................................16

5.1

5.2

5.3

最小外部栅极电阻（R

G，转

) .........................................................................................16

500V CE的并联.....................................................................................................................16

保护模式后，安全操作............................................. ................................................ 17

6投资组合......................................................................................................................................................19

7参考.................................................................................................................................................20

3

500V的CoolMOS

TM

CE

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2012年四月V1.0

1

介绍

TM

全新的CoolMOS CE是英飞凌的市场第四的技术平台领先的高压电源

MOSFET的根据在500V类的革命性超结（ SJ ）原理设计的。 500V CE

投资组合提供了一个快速开关超结（ SJ ） MOSFET的所有优点，同时保持易用性和

实施。完整的CE系列的MOSFET实现极低的传导和开关损耗，

并可以使应用程序更高效，更紧凑，重量更轻和导热冷却器。

本应用笔记将描述一个SJ MOSFET和标准之间的根本区别

MOSFET。另外，所有功能和优点影响目标应用程序进行说明。

此外，这些功能将由和视在硬件两者的理论点示出

TM

测量。它也将被证明的CoolMOS CE是一个成本有效的替代方案相比标准

的MOSFET ，使达到更高的效率水平，同时提供了一个极具吸引力的价格/性能

比。

1.1

特点和优点

TM

下表表示相比于标准的功能和的CoolMOS CE的好处

MOSFET的，这将在深入本应用笔记的主要部分进行讨论。

表1 ：特性与优势

特点

存储在输出减少能源

电容（E

OSS

)

高体二极管耐用

降低反向恢复电荷（Q

rr

)

降低栅极电荷（Q

g

)

好处

减少开关损耗，

提高轻负载效率

关键的操作下，更高的可靠性

条件

在硬减刑的可能性较低

谐振拓扑结构

提高轻负载效率

需要更低的栅极驱动能力

易于控制的开关行为

总体特点

与成熟卓越的可靠性

TM

的CoolMOS质量

4

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1.2

应用程序（目标市场）

下表表示目标应用程序和拓扑结构对这些新的MOSFET。

表2：目标应用程序和拓扑

应用

PC Silverbox

LCD / LED /等离子电视

赌博

灯光

PFC

升压阶段

升压阶段

升压阶段

升压阶段

PWM

TTF

有限责任公司

有限责任公司

TTF

有限责任公司

有限责任公司

所有与目标应用和拓扑连接功能和500V CE的好处将是

在第4分析的以下部分将描述SJ MOSFET和之间的差异

标准的MOSFET。

2

超结（ SJ ）原理

在过去，消费市场一直占据着标准的MOSFET 。因此，这一章是

包括以示区别，以SJ的MOSFET。

2.1

概述

TM

All

的CoolMOS系列是基于超结原理，这是一种革命性的技术用于高

电压功率MOSFET [1 ， 2 ] ，英飞凌一直是全球第一家

商业化这一理念推向市场[ 4 ] 。其中，传统的功率MOSFET，只是一个命令

有自由度的掌握两者的导通电阻和阻塞电压，所述超结原理

允许两个自由度的这项任务。因此传统的MOSFET被卡住的极限

硅，这标志着对于给定的电压级的最佳掺杂轮廓的阻挡层。该限行已

理论上由陈，胡后期80ies派生[ 3 ] 。没有商业产品具有导通电阻

比硅的极限线更好“ 。

[5]图1表示的导通电阻与击穿的区域特定

电压。

5