基于碳化硅MOSFET變溫度參數(shù)模型的器件建模與仿真驗(yàn)證.pdf

1、碳化硅(SiC)是新型功率半導(dǎo)體材料之一，具有禁帶寬、擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率高、載流子漂移速率高、功率密集度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。以SiC材料為基礎(chǔ)的功率半導(dǎo)體器件以優(yōu)越的性能引起了廣泛關(guān)注。其中，SiC MOSFET成為科研人員關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著對(duì)SiC MOSFET研究的不斷深入，建立精確的SiC MOSFET器件模型是亟待解決的問(wèn)題之一，成為研究的焦點(diǎn)。本文依托于國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院“1200V SiC MOSFET器件制備及應(yīng)用特性關(guān)鍵技術(shù)研究

2、”項(xiàng)目，針對(duì)SiCMOSFET器件建模展開(kāi)了研究工作。
　　本文調(diào)研了大量功率器件模型，對(duì)前人的模型進(jìn)行了總結(jié)分析，沒(méi)有采用物理模型和傳統(tǒng)的硅(Si) MOSFET模型，而采用功率半導(dǎo)體界普遍認(rèn)可的變溫度參數(shù)建模方法。本文以市場(chǎng)上使用最廣的CREE公司第二代SiC MOSFET器件為例，進(jìn)行建模原理的分析與介紹。
　　本文首先對(duì)CREE公司提供的Spice標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模型進(jìn)行了靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性測(cè)試，把此結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)。然后，重點(diǎn)

3、介紹了在PSpice軟件中建立SiC MOSFET變溫度參數(shù)模型的全過(guò)程。對(duì)從技術(shù)手冊(cè)中選取建模需要的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，給出了溫控電阻、溫度控制電壓源、溫度控制電流源在PSpice軟件中建模的具體方法，對(duì)未來(lái)的研究工作具有指導(dǎo)意義。將靜態(tài)模型在不同溫度點(diǎn)下的仿真結(jié)果與Spice標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模型的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型在不同溫度點(diǎn)下的有效性與準(zhǔn)確性。最后，對(duì)動(dòng)態(tài)建模進(jìn)行了分析介紹，根據(jù)半導(dǎo)體器件理論知識(shí)，改變了前人對(duì)于靜態(tài)模型組成的劃分