Les dispositifs cascode à large bande interdite (WBG) combinent les avantages de la capacité de commande de grille et de la fiabilité des MOSFET au silicium avec l’efficacité de conversion de puissance et le taux de commutation des dispositifs à large bande interdite. Un MOSFET au silicium basse tension (évalué à ~ 20-30 V) pilote un JFET vertical pour le cascode SiC tandis que pour le cascode GaN, il pilote un HEMT GaN latéral. Cet article présente la première comparaison systématique des cascodes discrets et de modules WBG en tenant compte des pertes de conduction, du fonctionnement du 3e quadrant, des performances de commutation, des performances de commutation non verrouillées, des commutations spontanées, de la diaphonie ainsi que des sensibilités à la température. Les résultats montrent que le cascode GaN surpasse considérablement le cascode SiC en termes de performances de commutation, cependant, démontre des pertes de conduction plus élevées avec une plus grande sensibilité à la température dans GaN. Dans ce document, il est également montré expérimentalement et théoriquement que le taux de commutation dans le cascode GaN est plus sensible à la résistance de grille par rapport au cascode SiC. Pendant la mise sous tension dIDS /dt et dV DS /dt ont des coefficients de température positifs dans le cascode SiC et des coefficients négatifs dans le cascode GaN. L’impact d’une commutation indésirable sur les cascodes GaN et SiC est également montré, indiquant qu’il existe une gamme de résistances de grille optimales où les commutations d’activation et de désactivation indésirables peuvent être évitées, le cascode GaN subissant une diaphonie plus élevée. tension de grille induite en raison de ses taux de commutation plus élevés.
Source : Performances des cascodes discrets et modules à large bande interdite à moins de 1 kV : GaN vs. SiC