SiC MOSFET PSpice建模及應(yīng)用.pdf

1、隨著第三代寬禁帶碳化硅半導(dǎo)體器件的深入研究和逐漸市場(chǎng)化，碳化硅(SiC)MOSFET的優(yōu)異性能也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。為在PSpice仿真庫(kù)中提供能夠反映SiC MOSFET工作特性的仿真模型，為電力電子電路設(shè)計(jì)者提供仿真參考，本文重點(diǎn)研究了基于datasheet建立的SiC MOSFET PSpice模型。并針對(duì)具體型號(hào)的SiC MOSFET，建立了單管和半橋模塊的PSpice模型。同時(shí)，本文在原有SiC肖特基二極管的PSpice模型

2、基礎(chǔ)上補(bǔ)充了SiC肖特基二極管的反向I-V特性，建立了SiC肖特基二極管的PSpice變溫度模型。
　　本文首先介紹了SiC MOSFET建模的研究背景及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和基本的SiC MOSFET建模方法、建模流程。
　　接著，提出了基于Si MOSFET內(nèi)核型(based Si MOSFET core type，BSMCT)SiC MOSFET PSpice模型。該模型運(yùn)用PSpice中的LEVEL1 MOSFET模型與

3、外圍電阻描述SiC MOSFET的靜態(tài)特性。通過(guò)仿真探究了模型中的參數(shù)對(duì)SiC MOSFET靜態(tài)特性的影響，并提出了一種基于datasheet的模型參數(shù)提取和修正方法。為準(zhǔn)確描述SiC MOSFET的動(dòng)態(tài)特性，提出了一種可以量化模型參數(shù)對(duì)柵漏電容值影響的開(kāi)關(guān)模型。針對(duì)1200V/33A SiC MOSFET單管CMF20120D給出了相應(yīng)的模型參數(shù)，將模型的靜態(tài)特性仿真結(jié)果與datasheet進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。
　　隨后，提出了基于

4、電壓控制電流源型(voltage-controlled current source type，VCCST) SiC MOSFET PSpice模型。該模型直接運(yùn)用電流表達(dá)式描述SiC MOSFET的靜態(tài)特性。針對(duì)SiC MOSFET的柵漏電容，提出了一種無(wú)開(kāi)關(guān)模型，并進(jìn)行了原理性仿真。文中分別針對(duì)1200V/33A SiC MOSFET單管CMF20120D和1200V/300A SiC MOSFET半橋模塊CAS300M12BM2給

5、出了相應(yīng)的模型參數(shù)，并將單管和半橋模塊模型的靜態(tài)特性仿真結(jié)果與datasheet進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。
　　SiC二極管是最早商業(yè)化的SiC器件，本論文基于已有的SiC肖特基二極管模型補(bǔ)充了其反向I-V特性。對(duì)新型600V/4A SiC肖特基二極管型號(hào)C3D02060A和650V/50A SiC肖特基二極管C5D50065D建立了其PSpice模型，給出了相應(yīng)的模型參數(shù)，并將模型的靜態(tài)特性仿真結(jié)果與datasheet進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。