Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...

132 Kapitel 5 Dynamisches Verhalten von SJ‐LDMOS‐Transistoren
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U () t = U − R I () t
(5.25)
DS DD L D
Hierbei bezeichnet ID(t) denselben Zeitverlauf wie in Gl. (5.14) angegeben. Diejenige
Zeit, in der ID von Null auf den stationären Wert des Laststroms IL = UDD/RL ansteigt
bzw. die Drain‐Source‐Spannung von UDD auf ihren Sättigungswert UDS(on) = RDS(on)·IL
abfällt, bezeichnet man als Anstiegszeit tr. Während der Anstiegszeit steigt auch UGS
entsprechend der Übertragungscharakteristik von UGS(TH) auf U′ GS an, außerdem
kommen die Einschaltverluste zustande. Die Summe von td(on) und tr bildet die
Gesamteinschaltzeit ton. Der Ausschaltvorgang verläuft analog. Nach der
Verzögerungszeit td(off), bei der UGS von UG auf U′ GS zurückgefallen ist, nimmt ID ab,
während UDS wächst (vgl. Gl. 5.25). Zu gleicher Zeit sinkt UGS weiterhin. Erreicht UGS
die Einsatzspannung UGS(TH), so verschwindet ID. Das Zeitintervall zwischen UGS =
U′ und UGS = UGS(TH) heißt Fallzeit tf. Die Gesamtausschaltzeit toff ist gegeben durch
GS
toff = td(off) + tf.
Angesichts der Tatsache, dass beim Schalten einer ohmschen Last die Zunahme von
ID stets vom Absinken von UDS begleitet ist und umgekehrt, erfolgt der Schaltvorgang
am schnellsten bei einem rein ohmschen Lastkreis. Bei rein ohmscher Last sind
deshalb die Schaltzeiten kleiner als bei induktiver Last, insofern der
leistungselektronische Hauptstromkreis einen entscheidenden Einfluss ausübt
[Ram93]. Tabelle 5.2 gibt die ermittelten Schaltkennwerte bei ohmscher Last. Das
Schaltverhalten ist in Abb. 5.16 bis 5.19 illustriert. Erneut ist festzustellen, dass die
ungleichförmige SJ bessere Schalteigenschaften bietet als die gleichförmige Variante,
insbesondere höhere Schaltgeschwindigkeiten, geringere Leistungsverluste und
kleinere Änderungen in den Schaltzeiten bei den Kompensationsabweichungen.