摘要：SiC mosfet(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)以其优越的特性受到国内外学者的广泛关注,采用SiC器件的变换器能够采用高的开关频率、适应高温工作,实现高的功率密度,在一些应用场合能够代替Si基高频开关器件而显著提高电能变换装置的性能。然而,SiC器件与Si器件存在较大的差异,在实际应用中直接替换使用会存在诸多的问题,例如提高工作频率后产生的桥臂串扰、电磁干扰EMI(electromagnetic interference)等问题。目前已有大量关于SiC mosfet应用研究的文献,但大部分都是针对SiC mosfet应用中个别问题的研究,尚缺少对SiC mosfet应用研究成果的系统性归纳与总结的文献。首先基于对SiC mosfet与Si mosfet/IGBT(insulated gate bipolar transistor)的静态、动态特性的对比,总结出SiC mosfet在实际应用中需要关注的重点特性;然后从SiC mosfet建模、驱动电路设计、EMI抑制以及拓扑与控制方式的选择等方面对已有的研究成果进行归纳与评述;最后指出了SiC mosfet在应用中所需要研究解决的关键问题。

摘要：无论对哪种封装,新一代600V超结mosfet的导通电阻标定了新的基准。新产品系列的特点是电流容量和开关速度非常高。兼之它具有目前世上无与伦比的优值FoM(Ron*Qg)——低于6ΩnC,这就注定了此器件将被用于硬开关AC/DC功率转换电路。本论文详细分析了移相ZVS全桥和交替双管正激架构(ITTF)的功耗。为尽量保证比较有意义,我们选择了非常相似的设计方案和相同的功率输入/输出条件。结果表明,与次好的mosfet移相ZVS桥相比,新产品系列在不牺牲效率的条件下允许采用更简单的ITTF电路拓扑。

摘要：碳化硅(SiC)mosfet作为第三代半导体器件,与硅IGBT相比在高频、高温、高压的工况下性能更加优异。然而在并联应用中,不同器件之间较大的特性参数差异会影响并联均流的动静态特性。现有的SiC mosfet并联均流研究并没有全面地分析器件参数对并联均流产生的影响。因此,测试了30个器件在通态电阻、阈值电压、跨导和寄生电容上的差异并理论分析了不同特性参数对并联动静态均流所造成的影响,设计了SiC mosfet并联均流实验的平台,且在排除电路参数以及测量系统可能引入的误差的条件下,针对不同器件参数的差异度进行实验,最后综合理论分析和实验结果,得出SiC mosfet不同器件特性参数的差异度分别对静动态均流的影响以及这些影响的综合作用关系。

摘要：位于柏林的费迪南德·布劳恩研究所(Ferdinand-Braun-Institut)开发了具有创纪录价值的氧化镓功率晶体管。仍在研发中的β氧化镓正在引起人们的轰动,用于功率半导体应用。它是一种宽带隙技术,这意味着它比传统的基于硅的设备更快,并且提供更高的击穿电压。其他宽带隙技术正在出货。在当今的功率半导体市场中,氮化镓(GaN)和SiC mosfet等两种宽带隙型器件正在不断增加。结晶β氧化镓也很有希望。它的带隙为4.8-4.9eV,击穿场强为8MV/cm。这是硅的3,000倍以上,是SiC的8倍以上,是GaN的4倍以上。费迪南德·布劳恩研究所(Ferdinand-Braun-Institut)的研究人员设计了一种β-Ga2O3-mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)。该研究公司从莱布尼兹晶体生长研究所获得了氧化镓衬底。衬底具有优化的外延层结构,从而导致较低的缺陷密度水平和良好的电性能。

摘要：为了基于PSpice电路对电动汽车DC/DC变换器中的碳化硅(SiC)mosfet的工作特性进行实时准确地仿真,针对SiC mosfet提出了一种新型的电压控制电流源型VCCST(voltage-controlled current source type)PSpice仿真模型。首先,为了获得SiC mosfet准确的静态特性建立了电压控制电流源作为SiC mosfet的内核,以描述SiC mosfet的转移特性和输出特性;然后,为了获得SiC mosfet准确的动态特性,建立了基于电压控制电流源与恒定电容的栅漏电容(CGD)子电路模型,所提SiC mosfet VCCST PSpice模型在简化参数提取方法的同时,能够满足模型准确性的要求;最后,建立的SiC mosfet VCCST PSpice模型应用于Boost变换器进行仿真和实验,并对SiC mosfet的特性进行测试。测试结果验证了所提SiC mosfet VCCST PSpice仿真模型的准确性和实时性,从而为SiC mosfet在电动汽车DC/DC变换器中的设计和应用提供了便利。

摘要：SiC器件具有高结温、高阻断电压、高热导、低损耗等特点,在电动汽车电机控制器方面具有巨大的应用前景。但由于SiC mosfet的开关速度更快,在寄生参数的作用下,开关振荡比Si基器件严重很多。本文将研究寄生电感对SiC mosfet开关振荡的影响,对基于SiC器件的变换电路PCB设计给予一定的指导,并给出了抑制SiC mosfet开关振荡的建议。

摘要：航空静止变流器实现机载直流电到交流电的转换,对功率密度、效率、环境适应性、可靠性和电气性能等有较高的要求。碳化硅(SiC)半导体器件的开关速度快、高温特性好,在航空静止变流器中有很好的应用前景,但目前关于宽禁带器件在航空静止变流器中应用的研究比较少。首先结合现有的典型航空静止变流器电路拓扑分析了SiC mosfet应用的关键问题;然后针对航空静止变流器逆变级的两级级联半桥逆变器,对比分析了应用SiC mosfet与Si mosfet的损耗大小,分析结果表明在现采用的开关频率下,即使现有SiC mosfet导通损耗较大,但总损耗仍较小;且开关频率越高,SiC mosfet的效率优势越明显,最后为适应高开关频率SiC mosfet逆变器的需要设计了一种适应高开关频率和宽占空比变化信号的SiC mosfet驱动电路,搭建了1台500 VA、115 V/400 Hz两级级联半桥逆变器实验样机,并验证了应用SiC mosfet的航空静止变流器逆变级的可行性。

摘要：采用三维数值仿真的方法分别研究SiC mosfet条形原胞、方形原胞以及六角原胞的电学特性与栅氧化层电场分布;提出SiC mosfet方形原胞新并联方案,相比传统的方形原胞阵列,新方案可有效降低器件栅氧电场峰值,达到与六角原胞接近的效果。新方案在版图实现上并未增加技术难度,是SiC mosfet版图设计中一种可行的方案。

摘要：MOS集成电路中,金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,mosfet)作为开关器件被封测公司广泛生产并应用到各个领域。从产品设计到封装成型的过程中伴随着各种可靠性问题[1]。测试工序是对产品性能最重要的检验和把关,测试数据将会把各种可靠性问题呈现出来。本文将通过具体案例对功率mosfet产品的低导通阻抗特性中存在的可靠性问题进行数据分析和监控预警。

摘要：由于材料性能的不同,碳化硅mosfet与硅mosfet在电气特性方面存在一些显著差异,不能简单地将硅mosfet直接替换为碳化硅mosfet。为了准确地掌握碳化硅mosfet在实际应用中的工作特性,利用双脉冲测试电路对器件特性进行了研究,重点对通态特性和开关特性进行了分析、总结,实验结果可对基于碳化硅mosfet的变换器优化设计提供指导。