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《西安理工大学》 2020年
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SiC MOSFET温度模型建立与特性分析

王璐  
【摘要】:作为新型功率半导体材料的代表之一,碳化硅的禁带宽度较大,击穿电场较高,具有高功率密度、热导率高等很多优点,因此,SiC功率半导体器件引起了广泛关注。其中,SiC MOSFET器件成为关注热点。为在更大温度范围内准确反映SiC MOSFET器件工作特性,需要建立更加精确的碳化硅器件温度模型,这对此领域的发展,有着重要的作用。本文选取市场上最常见的CREE公司的碳化硅MOSFET器件进行温度模型的建立与分析。以C2M0025120D(1.2kV/90A)为例详细介绍了在PSpice软件中建立碳化硅MOSFET器件温度模型的全过程,包括温度控制电压源、温度控制电流源、温控电阻、寄生电容建模的具体方法,以及在技术手册中提取建模所需要参数的过程,将温度模型在不同温度下的静态特性仿真结果与技术手册进行对比,分析了温度对SiC MOSFET器件的阈值电压和导通电阻的影响规律。选取了C2M0080120D(1.2kV/36A)器件进行再次建模与仿真,结果与技术手册中特性曲线基本吻合,进一步验证了模型的通用性。并通过双脉冲实验平台测试两个器件温度模型的动态特性,得到了不同温度下开关过程波形图,实验结果和仿真结果基本吻合,验证了模型的准确性。本文所做的工作为SiC MOSFET器件的电路仿真和分析提供一定的参考。
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