碳化硅器件建模与杂散参数影响机理

为了更准确地评估碳化硅宽禁带半导体功率器件的性能和系统特性,需要搭建不同封装下器件的快速行为仿真模型,包括静态特性模型与动态响应模型。首先基于MOSFET器件EKV模型,舍去了原模型的漂移区电阻并赋予参数温度自由度后,实现一种仅需要器件数据手册的快速建模方法。对比原静态模型,改进模型收敛速度更快;器件转移特性和输出特性拟合精确度有明显提高;不同结温的静态特性可独立建模。其次,基于静态模型参数,校正了寄生电容和跨导,加入模块封装和层叠母排的杂散电感和分布电容参数,分阶段建立了开关过程中驱动回路和主回路微分方程,给出了器件杂散参数提取过程以及漏极电流、端电压的动态响应求解方法。最后搭建碳化硅功率模块双脉冲实验电路,结果显示模型可真实重现开关过程中的电压电流尖峰与振铃细节。

并联电路E类逆变器软开关特性研究

采用电荷充电原理和电容充能原理,推导出两个原理下不同的等效线性电容表达式;然后在3种不同频率下,分别对无寄生电容、两种不同的等效线性寄生电容这3个状态进行PSPICE仿真实验;最后通过搭建4MHz样机进行验证。结果表明在高频状态下考虑MOSFET漏极-源极寄生电容,能够有效改善E类逆变器软开关特性,且通过电荷充电原理推导出的等效线性电容更加合理准确。