碳化硅（Silicon Carbide,SiC）因其禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)強(qiáng)、飽和速率高和熱導(dǎo)率高等物理特性,在半導(dǎo)體材料中占據(jù)主導(dǎo)地位。因此,SiC MOSFET具有高頻、高壓、耐高溫、高功率密度等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為行業(yè)內(nèi)的重點(diǎn)研究對(duì)象,并應(yīng)用于諸多電力電子場(chǎng)合。本文對(duì)SiC MOSFET的建模和短路特性進(jìn)行研究。論文以Cree公司C2M0080120D SiC MOSFET為例,首先建立了 SiC MOSFET的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性模型。對(duì)于靜態(tài)特性主要依據(jù)器件數(shù)據(jù)手冊(cè)進(jìn)行擬合參數(shù)提取,對(duì)比了基于Model Editor的MOS LEVEL 3模型和基于MOS LEVEL1模型的兩種靜態(tài)特性建模方法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用PSpice內(nèi)置的LEVEL1 MOSFET模型并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行修正的方法精確度更高;對(duì)于動(dòng)態(tài)特性建模,針對(duì)非線性電容CGD提出了使用非分段、連續(xù)可導(dǎo)的方程建立模型的方法,同時(shí)針對(duì)非線性電容CDS提出了一種基于耗盡層寬度與CDS之間關(guān)系的建模方法,通過(guò)雙脈沖測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,相比于其他模型,在關(guān)斷電壓過(guò)沖方面,本文所提出模型的仿真波形與實(shí)驗(yàn)波形的相對(duì)誤差減小了 1 ... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SiCMOSFET單管Fig.1-1SiCMOSFETsingletube

要代表[7-8]。2000年前后，Infineon首先在JBS二極管上取得進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了SiC電力電子器件在商用上的突破，現(xiàn)在SiCJBS二極管在電網(wǎng)系統(tǒng)、高品質(zhì)電源等電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。Cree、Infineon、Rohm這些制造商陸續(xù)推出SiCMOSFET、JFET等器件產(chǎn)品。2015年，Cree生產(chǎn)出世界范圍內(nèi)第一SiC功率模塊CAS300M17BM2，此模塊的出現(xiàn)意義重大，可以代替400A甚至更大電流的SiIGBT模塊。2016年，Rohm量產(chǎn)了1200V全SiC模塊，可應(yīng)用于多種電力電子領(lǐng)域。圖1-1為科銳4-PiNSiCMOSFET單管，圖1-2為科銳SiC功率MOSFET模塊。圖1-1SiCMOSFET單管圖1-2SiCMOSFET功率模塊Fig.1-1SiCMOSFETsingletubeFig.1-2SiCMOSFETpowermodule

需要進(jìn)行折衷處理，因此對(duì)高頻工程應(yīng)用中的開(kāi)關(guān)損耗及振蕩頻率的分析也很有必要。為此，國(guó)內(nèi)外在SiCMOSFET的建模方面做了很多研究。建立模型的基本流程如圖1-3所示，首先，對(duì)SiCMOSFET的建�？傮w上分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)建模，其次，靜態(tài)模型中主要包括內(nèi)部MOS溝道模型和電阻模型，而動(dòng)態(tài)模型中包括器件的體二極管模型和結(jié)電容模型。最后，通過(guò)仿真準(zhǔn)確模擬出SiCMOSFET柵源電壓、漏源電壓以及漏極電流的關(guān)系，以便分析器件特性[9]。通常意義上，我們所說(shuō)的靜態(tài)特性就是轉(zhuǎn)移與輸出特性，而動(dòng)態(tài)特性就是器件開(kāi)關(guān)時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的特性。圖1-3SiCMOSFET建�；玖鞒蘁ig.1-3BasicflowofSiCMOSFETmodeling依據(jù)性質(zhì)不同對(duì)建立模型的方式作分類，可將器件的模型總體分為如下：


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