碳化硅MOSFET器件动态参数测量及其影响因素的研究

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碳化硅以其出色的材料特性受到人们的广泛关注,随着研究的不断深入,基于碳化硅材料的新型半导体器件也相继问世,其中碳化硅功率MOSFET具有更低的导通电阻,更高的极限工作温度,更快的开关频率,因此具有更好的发展前景。作为开关器件,在实际应用中碳化硅功率MOSFET器件需要频繁的进行开通和关断,而目前对于碳化硅功率MOSFET器件的开关方式仍以硬开关为主,因此器件的开关损耗问题就很突出;另一方面,在开关过程中,电压电流变化幅度巨大,在电路寄生参数的影响下会出现电压电流过冲,造成器件击穿,给系统运行带来严重的后果。本文结合国家电网智能电网研究院的"1200V SiC MOSFET器件制备及应用特性关键技术研究”项目,以碳化硅MOSFET的动态参数测试为出发点,建立了LTspice仿真,用仿真分析方法探究了驱动电阻、栅极杂散电感、温度和负载特性对碳化硅MOSFET器件动态参数的影响,重点分析了开通关断时间和电压过冲对上述影响因素的响应情况。同时,搭建了碳化硅MOSFET器件动态参数测试平台,用实验的方法探究了阻性负载和感性负载对于碳化硅MOSFET动态参数的影响;另外,在特定条件下进行测试实验,与仿真结果形成对比,验证了仿真电路的准确性。本文所做工作为碳化硅MOSFET器件的动态过程研究提供了可靠的仿真分析方法和实验测试平台。
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