如何减少SITH器件损耗？

SITH的损耗主要包括通态损耗、开通损耗、关断损耗和栅极损耗。

通态损耗一般根据通态电流电压特性求得，由于SITH导通压降相当小，所以导通损耗一般都很小，如图3-151。在用谐振型逆变器进行软开关工作的场合，有时开通时的开关损耗和导通损耗无法区分。此时，需要同时合起来测定符合于开通时各种波形条件的开关损耗和导通损耗。

开通损耗是指器件开通时的损耗，图3-152所示为图3-145的测试结果，图中E_on是开通损耗，I_T是开通电流，器件耐压为4000V，电源电压U_D为2000V，结温为125℃，缓冲电容C_s为0.2μF。一般就逆变器应用而言，开关器件开通时，在其他各臂的二极管上加上了反向电压，使二极管反向恢复。因此，除了通常的负载电流，还要负担比较大的二极管反向恢复电流和从缓冲电容器经缓冲电阻的放电电流。所以，需要用加上所用二极管的反向恢复电流和缓冲电容放电电流之后的电流值来计算损耗。

当栅极通过很低电流和向沟道注入空穴时SITH就能关断，这时，从栅极将要抽出很大的电流，这个电流产生很大的关断损耗。大的栅极关断电流导致栅极回路损耗并且要求驱动电路具有大电流控制能力。SITH的关断特性是由导通时载流子分布和关断时载流子从阳极的注入情况决定的。当关断时，从P^＋阳极注入的空穴将导致大的拖尾电流，导致了较高的损耗。这个拖尾电流由N^-高阻区的载流子分布决定，受载流子寿命和阳极注入效率控制。

图3-151 导通时的I-V特性

图3-152 开通损耗和开通电流的关系

如图3-154所示，关断损耗与电路的电容有关，因用途不同而使用不同的缓冲电容量时，需要参照其他的数据。此外，关断后的过冲电压由缓冲电容量和测试电路布线的电感的大小决定，损耗曲线也有差异，因而应该用适合于实际用途的数据来计算损耗。(www.xing528.com)

质子辐照可以减少载流子寿命。辐照区域的辐照能量和载流子寿命由辐照剂量分别加以控制。为了提高SITH的性能，在靠近沟道和阳极的区域需要进行质子辐照。质子照射在靠近沟道区是为了缩短器件的存储时间，在阳极区是为了改善下降时间。当然，为了获得低的损耗，开关频率必须加以控制。控制阳极注入效率可以通过主电极缩短技术实现。GTO是通过缩短P^＋阳极的方法来提高开关特性，SITH则需要将器件两边的阳极阴极长度都缩短，如图3-153所示。短阳极结构减少了阳极空穴注入从而减少下降时间，短阴极结构能减少电子注入，缩短存储时间。

栅极损耗有栅极正向损耗和反向损耗，前者由图3-155可知是极小的。后者是关断时的栅极反向电压和栅极结恢复时所发生的损耗，器件栅极反向电压的设计值和栅极电路的负偏电源电压选择不同，损耗也不同。因为栅极反向电压施加时间很短，一般在20kHz以下使用时，总损耗考虑为2％～3％。

图3-153 短阳极短阴极结构

图3-154 关断损耗和关断电流的关系

图3-155 栅极电流-电压关系