What should be noted when setting SiC MOSFET gate voltage (VGS)?
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The precautions for setting VGS are explained referring to Toshiba’s SiC MOSFET TW060Z120C.
i) Within the absolute maximum ratings
Use VGS within the absolute maximum rated VGS=+25,-10V including the surge voltage and considering the derating.
ii) Set VGS at turn-on to 18V or higher
A disribution map of the on-resistance (RDS(ON)) is shown in Figure 1. In VGS=15V map shown on the left, the on-resistance increases rapidly. By setting VGS to 18V or higher, the variation with low on-resistance can be reduced.
iii) Set the gate voltage at turn-off to 0V or less
Vth – Ta curve is shown in Figure 2. The lower limit of gate threshold voltage (Vth) is 3.0V at Ta=25°C. In addition, as shown in the temperature characteristic curve, Vth has a negative temperature coefficient and drops 1.2V at 25°C ⇒ 175°C. Confirm the gate voltage does not exceed Vth and not be turned on incorrectly during the off-period due to the voltage fluctuations during actual operation.
iv) Charge the gate-source capacitance sufficiently with the gate charge.
The gate-source capacitance must be charged with gate charges to rise VGS to turn on. For TW060Z120C, the gate charge at VGS =18V is typically 46nC as shown in Table1. Apply the gate current that can sufficiently charge the gate charge at the frequency to be used.
| Characteristics | Symbol | Test Condition | Min | Тур. | Мах | Unit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Total gate charge (gate-source plus gate-drain) | Qg | VDD ≈ 800V, VGS = 18V, ID = 18A | - | 46 | - | nC |
| Gate-source charge 1 | Qgs1 | - | 18 | - | ||
| Gate-drain charge | Qgd | - | 7.8 | - |
Table 1. Gate charge characteristics in data sheet @Ta=25℃ (TW060Z120C)
Related links
The following documents also contain related information.
Application Notes
- Features of third generation SiC MOSFET(PDF:1.3MB)
- Absolute Maximum Ratings and Electrical Characteristics: SiC MOSFET Application Notes(PDF:812KB)
- Comparison of SiC MOSFET and Si IGBT: SiC MOSFET Application Notes(PDF:922KB)
Products
- SiC MOSFETs
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