SiC MOSFET与Si IGBT器件温度敏感电参数对比研究

功率半导体器件结温是反映器件健康状态的关键指标。目前被认为具有前景的在线实时结温提取方案是基于器件本身的温度敏感电参数TSEPs(temperature sensitive electrical parameters)法,对于Si IGBT器件温敏电参数的在线实时结温提取方法国内外已有大量文献报道,但对于宽禁带SiC器件研究甚少,且对于不同种温敏电参数的特性差异分析极为必要。因此,提出针对不同温敏电参数在SiC MOSFET和Si IGBT上的对比分析。首先对SiC MOSFET的静态和动态温敏电参数进行理论建模分析获取结温敏感依据,后续通过实验多维度对比分析温敏电参数在SiC MOSFET和Si IGBT的适用性。最后就各温敏电参数的提取电路设计进行分析对比。实验结果表明,通态电阻Ron和开通di/dt更适合于SiC MOSFET,而VTH、td-off和VGP更适合于Si IGBT。

IGBT模块结温估计方法及其温度特性研究

为了准确快速地估计结温,研究了IGBT模块的温度特性及基于温度敏感电参数TSEP(temperature sensitive electrical parameters)的结温估计方法。首先在不同壳温的条件下,测量IGBT开关过程中的门极-射极电压Vge、集电极-射极电压Vce和集电极电流Ic,并以上述参数作为TSEP;然后分析了TSEP随温度变化的机理,研究了TSEP典型特征与温度的关系,并将其量化;最后提出一种准确的IGBT结温估计方法。实验测试结果表明,基于TSEP的典型特征的结温估计方法切实可行。

晶体管阵列老炼时结温测量方法研究

对PNP晶体管阵列采用矩阵热阻法和温度敏感参数法(TSP)两种结温测量的方法进行对比分析研究,并采用红外热像进行试验验证。结果表明,采用矩阵热阻法可以综合考虑各芯片之间的耦合作用,但由于矩阵热阻法试验程序较为复杂,且需要多次换算,从而较容易引入误差。而温度敏感参数法操作简单,测量准确,可以实现实时监测阵列管工作状态下的结温。

瞬态双界面结壳热阻测量方法的误差分析

重点分析了瞬态热阻测试方法的原理及最新进展,并针对微电子元器件各工艺过程中“热阻”参数测量准确性、一致性差的问题,对基于热瞬态方法的热阻测试技术进行了误差分析。

基于栅极关断电压的IGBT结温在线评估研究

基于IGBT关断过程中栅射极电压的在线结温估算方法,证明了米勒平台宽度与IGBT结温呈近似线性关系,在变流器工作过程中可以实现工作结温的实时评估,不需要额外的传感器或复杂的热阻网络模型。通过设计测量电路来测试栅射极电压的米勒平台持续时间,并通过不同类型的IGBT模块验证了该电路,提出一种从栅射极电压测量中提取IGBT结温的模型。最后在变流器中测量并估算了IGBT模块结温,结果证明该方法可以有效反映半导体模块的平均结温。