基于BP神经网络的碳化硅MOSFET栅极老化监测方法研究

针对碳化硅MOSFET运行工况复杂、易造成器件栅极老化、影响电力系统可靠性的问题,提出一种基于BP神经网络的碳化硅MOSFET栅极老化监测方法。以碳化硅MOSFET的阈值电压和体二极管通态压降作为栅极老化的敏感表征参数,设计、搭建测试实验平台,获取变测量条件下的电参数值,结合BP神经网络提取健康器件与老化器件样本数据间的特征差异,充分挖掘器件的可靠性信息。实验结果表明:该方法可对碳化硅MOSFET的栅极老化状态进行较为准确的检测和评估。

基于体效应的SiC MOSFET器件栅极老化监测方法研究

长期以来,栅极老化一直是SiC MOSFET器件可靠性研究的关键,而偏置温度不稳定性则是栅极老化的重要现象。由于栅极老化的偏置温度不稳定性存在应力撤出后的恢复现象,如能在可靠性实验中快速、准确地监测SiC MOSFET器件的栅极老化变化量,对可靠性研究具有重要意义。因此,文中提出一种新的栅极老化监测方法。该方法以体效应下的阈值电压VTH(body)为基础,建立理论模型来描述VTH(body)和栅极老化之间的关系。提出在栅极电压开关过程中从体二极管电压–栅极电压曲线中得到VTH(body)的方法,并详细研究实验参数对VTH(body)的影响。此外,通过高温栅偏实验对VTH(body)的实用价值进行验证,并与栅极老化参数阈值电压VTH进行对比。实验结果证明,提出的新型栅极老化监测方法可以实现栅极老化的快速、准确及非恒温环境监测。