SiC JFET Cascode运行原理

来源：USCi SiC JFET Cascode and Super Cascode Technologies

SiC的cascode器件采用多种标准封装，例如TO247-3L和TO220-3L，其引脚排列（G-D-S）与传统的硅MOSFET、IGBT和碳化硅MOSFET兼容。在封装内部，一个高压碳化硅常开型JFET与一个低压硅MOSFET以cascode配置连接，如图所示。需要注意的是，cascode的门极引线连接到硅MOS的门极。

要开通cascode，需要施加正门极电压（例如12V）。碳化硅JFET的门极连接到硅MOS的源极，因此V_{GS,SiC_JFET} = -V_{DS,Si_MOS}。硅MOS开通后，其V_{DS,Si_MOS}下降到接近0V，因此V_{GS,SiC_JFET}也接近0V。由于碳化硅JFET是常开器件，JFET的导电通道处于导通状态，因此cascode开通。

要关断cascode，需要施加0V门极电压（或负电压）。硅MOS关断，其V_{DS,Si_MOS}上升。当V_{DS,Si_MOS}超过JFET的阈值电压|V_{TH,SiC_JFET}|时，JFET关断。一旦JFET关断，V_{DS,Si_MOS}不再继续上升，剩余的电压由高压碳化硅JFET承担。

在反向导通模式下，电流首先流经硅MOS的体二极管，其反向开启电压为0.7V。此时V_{DS,Si_MOS}约为-1V，因此V_{GS,SiC_JFET}约为+1V，JFET通道导通。电流随后流经JFET的通道，该通道相当于一个电阻。反向导通模式下的总电压降约为1.4V，远低于碳化硅MOSFET（3V~5V）。因此，SiC的cascode可以在不使用反并联碳化硅JBS的情况下工作。