基于碳化硅MOSFET變溫度參數(shù)模型的器件建模與仿真驗證.pdf

1、碳化硅(SiC)是新型功率半導體材料之一，具有禁帶寬、擊穿電場高、熱導率高、載流子漂移速率高、功率密集度高等諸多優(yōu)點。以SiC材料為基礎(chǔ)的功率半導體器件以優(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。隨著對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題之一，成為研究的焦點。本文依托于國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院“1200V SiC MOSFET器件制備及應用特性關(guān)鍵技術(shù)研究

2、”項目，針對SiCMOSFET器件建模展開了研究工作。
　　本文調(diào)研了大量功率器件模型，對前人的模型進行了總結(jié)分析，沒有采用物理模型和傳統(tǒng)的硅(Si) MOSFET模型，而采用功率半導體界普遍認可的變溫度參數(shù)建模方法。本文以市場上使用最廣的CREE公司第二代SiC MOSFET器件為例，進行建模原理的分析與介紹。
　　本文首先對CREE公司提供的Spice標準測試模型進行了靜態(tài)特性與動態(tài)特性測試，把此結(jié)果作為標準。然后，重點

3、介紹了在PSpice軟件中建立SiC MOSFET變溫度參數(shù)模型的全過程。對從技術(shù)手冊中選取建模需要的參數(shù)進行了詳細介紹，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，對未來的研究工作具有指導意義。將靜態(tài)模型在不同溫度點下的仿真結(jié)果與Spice標準測試模型的測試結(jié)果進行對比，驗證模型在不同溫度點下的有效性與準確性。最后，對動態(tài)建模進行了分析介紹，根據(jù)半導體器件理論知識，改變了前人對于靜態(tài)模型組成的劃分