Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik SiC Kaskoden Body Diode


von Leopold N. (leo_n)


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Hallo,

habe mir gerade mal die SiC Kaskoden angesehen...
SiC JFETs haben keine Body Diode, richtig?
Wenn ja, warum haben dann SiC Kaskoden welche?

Grüße

: Verschoben durch User
von Al3ko -. (al3ko)


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Leopold N. schrieb:
> habe mir gerade mal die SiC Kaskoden angesehen...
> SiC JFETs haben keine Body Diode, richtig?
> Wenn ja, warum haben dann SiC Kaskoden welche?

Magst du bitte ein wenig spezifischer sein?

Die SiC JFETs, die ich kenne, haben eine Body diode.

Z.B. der reine normally-on JFET von Infineon:
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IJW120R100T1-DS-v02_00-en.pdf?fileId=db3a304341e0aed001420353f03a0e4b

Oder UnitedSiC:
https://unitedsic.com/datasheets/DS_UJ3C120080K3S.pdf


PS:
Warum bist du so an den JFETs interessiert, und nicht an den MOSFETs? 
Ist Reliability ein großes Thema für dich?

PPS:
Was macht dein PFC+Vollbrückenwandler Projekt eigentlich? ;)

Gruß,

: Bearbeitet durch User
von Leopold N. (leo_n)


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Al3ko -. schrieb:
> Leopold N. schrieb:
>> habe mir gerade mal die SiC Kaskoden angesehen...
>> SiC JFETs haben keine Body Diode, richtig?
>> Wenn ja, warum haben dann SiC Kaskoden welche?
>
> Magst du bitte ein wenig spezifischer sein?
>
> Die SiC JFETs, die ich kenne, haben eine Body diode.
>
> Z.B. der reine normally-on JFET von Infineon:
> 
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IJW120R100T1-DS-v02_00-en.pdf?fileId=db3a304341e0aed001420353f03a0e4b
>
> Oder UnitedSiC:
> https://unitedsic.com/datasheets/DS_UJ3C120080K3S.pdf
>
> PS:
> Warum bist du so an den JFETs interessiert, und nicht an den MOSFETs?
> Ist Reliability ein großes Thema für dich?
>
> PPS:
> Was macht dein PFC+Vollbrückenwandler Projekt eigentlich? ;)
>
> Gruß,

Im Anhang mal ein Datenblatt von einem SiC JFET, erster Treffer bei 
Mouser.
Auf der ersten Seite das Schaltsymbol hat keine Body Diode....ist die 
einfach nur nicht reingezeichnet oder wie?


Mein PFC+Vollbrückenwandler Projekt liegt momentan noch auf Eis...hab 
leider gerade keine Zeit dafür.
Ich bin eigentlich nicht an JFETs, sondern an Schaltern ohne BodyDiode 
interessiert.

Grüße

von Leopold N. (leo_n)


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Keiner eine Idee?

von anonymous (Gast)


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Schau' dir mal GaN-Transistoren an. Das sind HEMTs, daher haben die 
keine Bodydiode.

von Al3ko -. (al3ko)


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Leopold N. schrieb:
> Im Anhang mal ein Datenblatt

Du hast keinen Anhang beigefügt...

von Leopold N. (leo_n)


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Al3ko -. schrieb:
> Leopold N. schrieb:
>> Im Anhang mal ein Datenblatt
>
> Du hast keinen Anhang beigefügt...

Hm verdammt...sekunde

von Leopold N. (leo_n)


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Wie sieht es eigentlich mit GaN MOSFETs aus?

Ich habe hier ein Datenblatt von einem GS61004B, und in der 
Prinzipschaltung ist keine Bodydiode eingezeichnet.
Bei anderen GaN MOSFETs aber schon.
Gibt es da beide Typen oder ist die Bodydiode im Datenblatt nicht immer 
eingezeichnet?

von qwertzuiopü+ (Gast)


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Leopold N. schrieb:
> GaN MOSFETs

Sowas gibt's nicht. Ein GaN-FET hat keine Mos-Struktur.

Die Body-Diode kommt durch den Übergang vom Drain-N zum Bulk-P zustande. 
Da ein HFET keine Dotierung hat, hat der natürlich auch keine Bodydiode.
Hingegen haben GaN-FET teilweise keine Isolation am Gate, sodass hier 
eine Schottky-Diode entsteht. Die tut aber nichts, da sie normalerweise 
in Sperrrichtung betrieben wird.

von anonymous (Gast)


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Zu deiner spezifischen Frage hilft es das ganze Datenblatt zu lesen. 
Seite 9 unten: "GaN Systems enhancement mode HEMTs do not have an 
intrinsic body diode and there is zero reverse recovery charge. The 
devices are naturally capable of reverse conduction and exhibit 
different characteristics depending on the gate voltage."
Prinzipiell könnte ein Hersteller natürlich Dioden mit in das Gehäuse 
einbauen. Wenn ich mich richtig erinnere können auch Schottkydioden auf 
dem gleichen Die integriert werden.
An deiner Stelle würde ich mir alles anschauen, was verfügbar ist, z.B. 
auch nachgucken ob im Spice-Model eine Bodydiode drin ist. Wenn du dann 
noch unsicher bist: Kauf' einen und messe nach ¯\_(ツ)_/¯

von Phil E. (aktiver_mitleser)


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Leopold N. schrieb:
> Ich bin eigentlich nicht an JFETs, sondern an Schaltern ohne BodyDiode
> interessiert.

Ich mutmaße mal dass zwei back-to-back MOSFETs mit dem halben 
Bahnwiderstand billiger und einfacher zu beschaffen sein könnten als ein 
vergleichbarer diodenloser Schalter, sofern du die dann floatende 
Gatebeschaltung mit doppelter Treiberleistung gelöst bekommst.

von Leopold N. (leo_n)


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Hab hier mal das zugehörige Diagramm.
Verstehe ich das richtig, dass (ja es ist keine Body Diode...) der FET 
in Rückwärtsrichtung also auch leiten kann?

Kennt ihr sonst irgendwelche Leistungsschalter, die sich ähnlich wie ein 
MOSFET ohne Bodydiode verhalten?

von Phil E. (aktiver_mitleser)


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Leopold N. schrieb:
> Verstehe ich das richtig, dass (ja es ist keine Body Diode...) der FET
> in Rückwärtsrichtung also auch leiten kann?

Diese PDF, Seite 5 
(https://gansystems.com/wp-content/uploads/2018/02/GN001_Design_with_GaN_EHEMT_180228-1.pdf) 
sagt folgendes (siehe Bild): Rückwärts ist der GaN-FET wie eine Diode 
mit höherer Flussspannung (3-5V) in Reihe mit Rds_rev (in der 
Größenordnung Rds_on, also sehr gut leitend). Also ja, auch kein 
AC-Transistor.

von qwerzuiopü+ (Gast)


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Leopold N. schrieb:
> Verstehe ich das richtig, dass (ja es ist keine Body Diode...) der FET
> in Rückwärtsrichtung also auch leiten kann?

Der Punkt ist der, dass ein HFET mehr oder weniger symmetrisch zwischen 
Drain und Source aufgebaut ist. Das führt dazu, dass quasi Drain und 
Source "die Plätze tauschen", wenn eine negative Spannung angelegt wird. 
Aus 0V Gate-Source(alt) werden also 0V Drain(neu)-Gate - und damit liegt 
eine Spannung zwischen der "neuen" Source (Ehemals Drain) und Gate an - 
und die ist positiv vom Gate aus betrachtet. Deswegen leitet der HFET 
dann rückwärts. Und DAS ist dann so ähnlich wie eine Body-Diode, nur 
dass U_F dann U_th ist. Legt man jetzt eine Spannung ans Gate an, 
verschiebt man eben diesen Punkt - und das sieht man dann im Diagramm.

von Leopold N. (leo_n)


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Ok, damit fällt der GaN raus.
Was ist mit SiC JFETs?
Ich habe im Datenblatt kein Diagramm gefunden, was mir sagt, ob er in 
Rückwärtsrichtung leitet oder nicht (in Abhängigkeit von der Gate 
Spannung)

https://www.mouser.de/datasheet/2/827/DS_UJ3N120070K3S-1530204.pdf

von qwerzuiopü+ (Gast)


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Leopold N. schrieb:
> Was ist mit SiC JFETs?

Ist ein JFET nicht auch symmetrisch aufgebaut? Außerdem "normally on". 
Ich denke, dass da dasselbe Problem wie beim HFET besteht: Bei einer 
negativen Spannung drehen einfach Source und Drain ihre Funktion und aus 
0V V_GS werden V_GS(neu)=-V_DS(alt).

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