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新一代SiC功率MOSFET器件研究进展 被引量：12
1
作者 柏松 李士颜 +5 位作者 费晨曦 刘强 金晓行 郝凤斌 黄润华 杨勇 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第11期2122-2127,共6页
自2017年报道SiC(碳化硅)功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)技术进展以来,针对器件比导通电阻(RON,SP)高等问题不断优化器件结构设计,本课题组改进关键加工工艺,使1200 V SiC MOSFET的RON,SP从8 mΩ·cm^2降低到4.8 mΩ... 自2017年报道SiC(碳化硅)功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)技术进展以来,针对器件比导通电阻(RON,SP)高等问题不断优化器件结构设计,本课题组改进关键加工工艺,使1200 V SiC MOSFET的RON,SP从8 mΩ·cm^2降低到4.8 mΩ·cm^2。与此同时,本课题组采用新一代SiC MOSFET设计和工艺技术研制出6.5 kV、10 kV以及15 kV等高压低导通电阻SiC MOSFET,其中10 kV和15 kV器件的比导通电阻分别为144 mΩ·cm^2和204 mΩ·cm^2,接近单极型SiC器件的理论极限。 展开更多
关键词 碳化硅 功率 金属-氧化物半导体场效应晶体管 高压 比导通电阻
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功率MOSFET在永磁同步电机控制中的影响和分析
2
作者 田朝阳 朱德明 +1 位作者 王兴理 佟月伟 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第3期82-86,共5页
在现代雷达控制系统中,伺服系统的转速稳定性和定点精度,直接影响到最终成像品质。文中针对伺服系统常用的永磁同步电机控制器中的功率器件金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)展开研究,主要分析了MOSFET的米勒效应,介绍了MOSFET的... 在现代雷达控制系统中,伺服系统的转速稳定性和定点精度,直接影响到最终成像品质。文中针对伺服系统常用的永磁同步电机控制器中的功率器件金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)展开研究,主要分析了MOSFET的米勒效应,介绍了MOSFET的电路模型和开通过程,分析了米勒平台电压的振荡原因和米勒效应对驱动电路的危害,并设计两种优化电路来抑制米勒效应。理论分析和实验结果表明,经过改进的驱动电路有效抑制了米勒效应产生的栅源脉冲电压尖峰。所设计电路已应用于20 kHz/1 kW永磁同步电机驱动器,有效提升了雷达伺服系统的环境适应性和稳定性。 展开更多
关键词 金属-氧化物半导体场效应晶体管 米勒效应 电机控制 驱动电路
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计及非线性寄生参数的SiC MOSFET开关暂态模型
3
作者 李洁 党晓圆 李辉 《电力电子技术》 2024年第2期137-140,共4页
针对SiC分析模型忽略高频欠阻尼振荡和非线性寄生参数,导致开关暂态电压/电流误差较大的问题,提出一种计及非线性寄生参数的SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关暂态分析模型。首先,根据SiC器件开关过程不同状态建立状态方程... 针对SiC分析模型忽略高频欠阻尼振荡和非线性寄生参数,导致开关暂态电压/电流误差较大的问题,提出一种计及非线性寄生参数的SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关暂态分析模型。首先,根据SiC器件开关过程不同状态建立状态方程。其次,提取非线性结电容和沟道电流变化曲线。基于离散状态变量分析方法,实现状态方程间的转换和非线性寄生参数的更新。最后,将状态方程的迭代输出结果以受控电压源/电流源的形式转换为相应的电路输出,实现计及非线性寄生参数的SiC MOSFET器件开关暂态分析建模,通过双脉冲实验对分析模型开关特性进行验证。 展开更多
关键词 分析模型 金属-氧化物半导体场效应晶体管 寄生参数
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SiC MOSFET短路保护电路研究 被引量：5
4
作者 武晶晶 郭希铮 +1 位作者 李志坚 郑建朋 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2017年第9期51-56,共6页
碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在高频、高压、大功率场合的研究和应用越来越多,能够提升变流器的效率和功率密度,而短路保护技术是SiC MOSFET驱动电路的关键,对变流器的安全可靠工作尤为重要。首先分析总结了SiC MO... 碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在高频、高压、大功率场合的研究和应用越来越多,能够提升变流器的效率和功率密度,而短路保护技术是SiC MOSFET驱动电路的关键,对变流器的安全可靠工作尤为重要。首先分析总结了SiC MOSFET短路保护电路的特点,结果表明基于检测漏源极电压的短路保护方法更易于工程实现。在此基础上,针对两种漏源极电压保护电路方案,研究了其参数设计方法,分析了不同故障条件下的延迟时间,并进行实验验证。仿真与实验结果表明,漏源极电压检测方法能对SiC MOSFET进行有效保护,采用比较器和基准电压的漏源极电压保护电路更易于设计,在应用中可靠性和稳定性较高。 展开更多
关键词 金属-氧化物半导体场效应晶体管 碳化硅 短路保护
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基于PLECS的车载SiC单相逆变器损耗研究 被引量：5
5
作者 刘博如 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第8期118-120,共3页
近年来,碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在电力电子领域的应用日益成熟。由于其具有损耗低、导通电阻小、开关速度快、频率高等优点,因此,当其应用在车载单相逆变器中时,可以通过提高开关频率来有效地减小磁性元件的... 近年来,碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在电力电子领域的应用日益成熟。由于其具有损耗低、导通电阻小、开关速度快、频率高等优点,因此,当其应用在车载单相逆变器中时,可以通过提高开关频率来有效地减小磁性元件的体积,从而提高逆变器的功率密度,减轻重量。但随着开关频率的提高,逆变器的开关损耗也随之增加,因此SiC MOSFET单相逆变器的损耗分析在设计过程中至关重要。对车载SiC单相逆变器在单极性正弦脉宽调制(SPWM)下的开关器件损耗进行详细分析;在PLECS仿真软件中搭建SiCMOSFET单相逆变器的电路模型和器件损耗模型;最后搭建SiC MOSFET单相逆变器的实验平台,测试开关器件的损耗,验证损耗理论计算的正确性及损耗模型的有效性。 展开更多
关键词 单相逆变器 金属-氧化物半导体场效应晶体管 损耗模型
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SiC功率器件研究与应用进展 被引量：3
6
作者 王绛梅 王永维 《电子工业专用设备》 2017年第6期1-5,38,共6页
综述了SiC材料、SiC二极管(SBD、JBS等)、SiC结型场效应晶体管(JFET)、SiC金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和SiC绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件的研究进展,以及SiC功率器件商品化应用情况。
关键词 碳化硅 肖特基势垒二极管 金属-氧化物半导体场效应晶体管
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一种低噪声放大器衬底电阻噪声抑制技术 被引量：2
7
作者 黄东 陈志达 +2 位作者 龚泽鹏 吕晓哲 苗瑞霞 《西安邮电大学学报》 2022年第1期53-59,共7页
为了降低低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)的噪声系数(Noise Figure,NF),提出了一种LNA衬底电阻噪声抑制方法。根据金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide Semiconductor,MOS)的衬底寄生电阻在源衬电容间产生噪声电流的原理... 为了降低低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)的噪声系数(Noise Figure,NF),提出了一种LNA衬底电阻噪声抑制方法。根据金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide Semiconductor,MOS)的衬底寄生电阻在源衬电容间产生噪声电流的原理,利用MOS管衬底电阻的小信号模型得出衬底噪声电流在大于一定的衬底电阻阻值时存在反比关系,采用增大衬底电阻阻值方法来降低MOS管衬底电阻噪声,从而减小整体LNA的噪声系数。将此方法应用于共栅级、电阻负反馈共源级与源简并电感型共源级等3种LNA中,采用台积电0.18μm互补金属氧化物半导体工艺设计,仿真结果表明,应用降噪技术后,共栅级、源简并电感型共源级和电阻负反馈型共源级LNA的NF最高降幅分别为0.99 dB、1 dB与1.18 dB。所提方法能够有效降低LNA的NF,并且提高3种LNA的线性度。 展开更多
关键词 射频 低噪声放大器 金属-氧化物半导体场效应晶体管 噪声系数 衬底电阻
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驱动电阻对SiC MOSFET开关行为的调控规律 被引量：2
8
作者 刘博 刁利军 +1 位作者 顾诚博 李伟杰 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2020年第3期123-126,共4页
针对碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动电阻的选择问题,建立开关瞬态电路模型。通过数学推导定性分析,确立了受驱动电阻影响的SiC MOSFET开关行为主要特征。在此基础上,搭建双脉冲测试实验平台,将驱动电阻与振荡、... 针对碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动电阻的选择问题,建立开关瞬态电路模型。通过数学推导定性分析,确立了受驱动电阻影响的SiC MOSFET开关行为主要特征。在此基础上,搭建双脉冲测试实验平台,将驱动电阻与振荡、超调、损耗和温升之间的关系进行定量分析。通过将器件非理想特性对驱动电阻的敏感度进行归一化处理,归纳出驱动电阻对SiC MOSFET特性的调控规律,从而指导SiC MOSFET栅极驱动回路的优化设计。 展开更多
关键词 金属-氧化物半导体场效应晶体管 驱动电阻 开关行为 调控规律
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SiC MOSFET开关特性及多等级栅电压驱动电路 被引量：2
9
作者 乔小可 杨媛 王庆军 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第3期17-20,共4页
针对新型宽禁带功率半导体器件碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),为了充分发挥其在高功率密度和高效率应用场合中的高速及低功耗特性,分析了SiC MOSFET的开关特性,提出了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的新型多等... 针对新型宽禁带功率半导体器件碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),为了充分发挥其在高功率密度和高效率应用场合中的高速及低功耗特性,分析了SiC MOSFET的开关特性,提出了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的新型多等级栅电压驱动电路(MGD)。在SiC MOSFET开关不同阶段,通过调整栅极驱动电压以改善其开关特性。与传统驱动电路(CGD)相比,提出的MGD在相同门极驱动电阻与栅源极电容前提下,能有效提高开关速度,降低电压电流尖峰、降低开关损耗。最后通过双脉冲实验,分析了栅极驱动电阻,栅源极电容对开关特性的影响,验证了MGD在改善开关特性方面具有明显的优越性。 展开更多
关键词 金属-氧化物半导体场效应晶体管 开关特性 驱动电路
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辐照对MOSFETs栅介质阈值电压漂移的影响研究
10
作者 杨燚 赵凯 +1 位作者 赵钰迪 董俊辰 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2022年第1期40-44,共5页
研究了铪基金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistors, MOSFETs)栅介质中陷阱诱导的退化和总剂量电离辐照效应。利用动力学蒙特卡洛模拟方法,研究了MOSFETs栅介质中本征缺陷的生长/复合、辐... 研究了铪基金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistors, MOSFETs)栅介质中陷阱诱导的退化和总剂量电离辐照效应。利用动力学蒙特卡洛模拟方法,研究了MOSFETs栅介质中本征缺陷的生长/复合、辐照诱导陷阱电荷和载流子的生成以及载流子俘获/发射等多种物理行为对阈值电压漂移的影响。结果显示MOSFETs阈值电压漂移主要受温度、辐照剂量和被钝化的悬挂键密度的影响。随着温度的升高,栅介质内产生新的缺陷参与载流子输运等行为,导致阈值电压漂移更加明显。辐照剂量很小时辐照效应相对较小,陷阱诱导的退化是主要的影响因素;随着辐照剂量的累积,辐照效应开始占主导地位并产生强烈的负向漂移;当辐照剂量累积到极高水平时,阈值电压漂移表现出反弹效应。 展开更多
关键词 高K栅介质 金属-氧化物半导体场效应晶体管 阈值电压漂移 总剂量辐照效应 动力学蒙特卡洛
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电子风扇控制器中MOSFET的热分析 被引量：1
11
作者 杨鹏宏 《科技创新与应用》 2020年第11期27-29,共3页
随着汽车电子技术的发展,使用电子冷却风扇替代传统风扇正成为一种发展趋势。电子风扇相较于传统风扇降低了发动机的功率损失及低温条件下的磨损程度。文章分析了在功率器件中发热量占主导地位的MOSFET的发热机理并进行了损耗的相关公... 随着汽车电子技术的发展,使用电子冷却风扇替代传统风扇正成为一种发展趋势。电子风扇相较于传统风扇降低了发动机的功率损失及低温条件下的磨损程度。文章分析了在功率器件中发热量占主导地位的MOSFET的发热机理并进行了损耗的相关公式推导。在Icepak中搭建了冷却风扇和控制器的模型并在高温条件下进行有限元仿真分析。仿真结果显示在设计最高环境温度下MOSFET的温度满足要求。 展开更多
关键词 Icepak软件 强迫风冷 金属-氧化物半导体场效应晶体管
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沟道长度对国产28nm pMOSFET NBTI的影响研究
12
作者 韦拢 韦覃如 +5 位作者 赵鹏 李政槺 周镇峰 林晓玲 章晓文 高汭 《电子产品可靠性与环境试验》 2022年第S02期40-42,共3页
负偏置温度不稳定性(NBTI:Negative Bias Temperature Instability)是半导体先进工艺MOSFET器件最普遍、最严重的老化效应之一,严重地影响着集成电路的可靠性。研究了沟道长度对国产28 nm pMOSFET器件MBTI的影响,结果表明:针对单一沟道... 负偏置温度不稳定性(NBTI:Negative Bias Temperature Instability)是半导体先进工艺MOSFET器件最普遍、最严重的老化效应之一,严重地影响着集成电路的可靠性。研究了沟道长度对国产28 nm pMOSFET器件MBTI的影响,结果表明:针对单一沟道器件,沟道长度越短,NBTI效应越严重。但是,针对多个器件单元串联组成的长沟道器件,NBTI效应只与每个器件单元的沟道长度有关,与器件单元数量无关。 展开更多
关键词 负偏置温度不稳定性 沟道长度 金属-氧化物半导体场效应晶体管
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SiC MOSFET高温可靠性评估失效机理研究 被引量：1
13
作者 李寿全 张宇隆 +1 位作者 黄以明 郑广州 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2021年第12期6-8,共3页
碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件具有耐高压、耐高温、开关频率高、导通电阻低等特性,但现有的封装材料、工艺在一定程度上限制了SiC MOSFET器件充分发挥其高温特性的优势。以国际主流厂商的SiC MOSFET器件为对象... 碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件具有耐高压、耐高温、开关频率高、导通电阻低等特性,但现有的封装材料、工艺在一定程度上限制了SiC MOSFET器件充分发挥其高温特性的优势。以国际主流厂商的SiC MOSFET器件为对象,进行极限高温可靠性评估。对试验后失效器件进行失效机理分析,提出导致器件失效的主要原因并非通常认为的源极键合丝接触电阻增大所致,而是由于栅极键合丝接触电阻增大导致器件沟道电阻变大,进而导致上述失效。该试验为后续相关工艺的改进提供了参考依据,有利于更好地发挥SiCMOSFET的优势。 展开更多
关键词 金属-氧化物半导体场效应晶体管 碳化硅 失效机理
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计及温度影响的SiC MOSFET芯片热网络建模
14
作者 党晓圆 李洁 +1 位作者 李辉 于仁泽 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2021年第7期153-156,共4页
针对雪崩工况下碳化硅(SiC)金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)芯片温升大影响材料热参数变化,往往导致温度计算不准确的问题,提出计及材料热参数温度依赖性的芯片瞬态热网络模型。首先,分析SiC MOSFET芯片材料的温度依赖性,采用... 针对雪崩工况下碳化硅(SiC)金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)芯片温升大影响材料热参数变化,往往导致温度计算不准确的问题,提出计及材料热参数温度依赖性的芯片瞬态热网络模型。首先,分析SiC MOSFET芯片材料的温度依赖性,采用多项式拟合获取热参数随温度变化规律;其次,利用扫描电子显微镜获取SiC MOSFET芯片几何参数,建立芯片元胞模型并通过实验验证其准确性,获取雪崩过程电压电流波形;最后,考虑温度对材料热参数的影响,建立SiC MOSFET芯片瞬态热网络模型,揭示雪崩工况下芯片温度变化规律。结果表明,与不考虑温度影响模型相比,所建芯片瞬态热网络模型更能准确地反映雪崩全过程芯片温度变化,且芯片温度骤升主要体现在内部,外部影响少。 展开更多
关键词 金属-氧化物半导体场效应晶体管 雪崩工况 热网络
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应用于电磁超声的DE类功率放大器驱动电路设计
15
作者 王新华 滕利臣 +1 位作者 王奇之 涂承媛 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期203-209,共7页
为了进一步增强电磁超声激励源的激发效能,提高电磁超声换能器的工作效率,基于射频技术提出了一种DE类射频功率放大器,通过采用隔离电源方法,有效地解决了高边金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的"浮地"问题,实现了高频... 为了进一步增强电磁超声激励源的激发效能,提高电磁超声换能器的工作效率,基于射频技术提出了一种DE类射频功率放大器,通过采用隔离电源方法,有效地解决了高边金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的"浮地"问题,实现了高频隔离.通过分析MOSFET开关工作状态及控制特性,确立了MOSFET开关的基本工作过程,从而建立了一种MOSFET驱动电路设计方法.通过对关键元件的选型设计与算法研究,构建了DE类功率放大器的驱动电路.实验结果表明:设计的MOSFET驱动电路的输出信号电压幅值为13.4 V,占空比50%,频率为1MHz,输出信号稳定,实现了对MOSFET的可靠驱动,能够满足实际应用. 展开更多
关键词 DE类功率放大器 金属-氧化物半导体场效应晶体管 电源模块
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三相四线制四桥臂型SiC MOSFET换流器研究
16
作者 李向奎 秦广涛 +1 位作者 黄光政 樊相臣 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2017年第9期42-44,共3页
三相四线制换流器能实现低压配电网三相不平衡等综合电能质量调节,在此结合碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)对四桥臂型两电平换流器展开深入研究。根据正弦脉宽调制(SPWM)下开关频率及电流波纹的大小来优化设计高频L... 三相四线制换流器能实现低压配电网三相不平衡等综合电能质量调节,在此结合碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)对四桥臂型两电平换流器展开深入研究。根据正弦脉宽调制(SPWM)下开关频率及电流波纹的大小来优化设计高频LC滤波器,通过效率分析和热等效电路来选取散热器。通过搭建并测试125 kVA三相四线制SiC MOSFET换流器实验装置来验证不同负载条件下设计合理性和SiC-MOSFET优越性。 展开更多
关键词 换流器 碳化硅 金属-氧化物半导体场效应晶体管
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基于重新定义t_(doff)的SiC MOSFET结温估计方法
17
作者 郑磊 杜明星 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期153-156,共4页
碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)结温的精准估计是其损耗计算、寿命预测与可靠性评估的重要基础。SiC MOSFET的结温估计常采用热敏感电参数法,该方法具有快速响应与高准确度等优点。首先研究了SiC MOSFET关断阶段的... 碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)结温的精准估计是其损耗计算、寿命预测与可靠性评估的重要基础。SiC MOSFET的结温估计常采用热敏感电参数法,该方法具有快速响应与高准确度等优点。首先研究了SiC MOSFET关断阶段的电气行为特性,并重新定义了关断延迟时间的区间。其次,分析重新定义的关断延迟时间与温度的理论关系,进而证明相比于传统定义下的关断延迟时间,重新定义的关断延迟时间具有更为优良的温度特性。最后,提出以重新定义的关断延迟时间作为热敏感电参数的SiC MOSFET结温在线估计方法。实验结果表明,提出的方法具有较高的测量精度。 展开更多
关键词 金属-氧化物半导体场效应晶体管 结温 关断延迟时间
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一种基于门极电压阈值检测的SiC MOSFET结温在线监测方法 被引量：11
18
作者 张擎昊 张品佳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期5742-5750,共9页
碳化硅(silicon carbide,SiC)金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor,MOSFET)作为第三代功率器件的代表,已被广泛用于小容量高频领域,其可靠性问题备受关注。结温过高是制约SiC MOSFET可靠... 碳化硅(silicon carbide,SiC)金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor,MOSFET)作为第三代功率器件的代表,已被广泛用于小容量高频领域,其可靠性问题备受关注。结温过高是制约SiC MOSFET可靠性的重要因素。然而,碳化硅器件高开关频率增大了动态参数测量的难度和成本。与硅基器件相比,其导通压降和导通电阻等稳态参数对结温的敏感性较低。因此,主流的热敏电参数法无法有效地在线监测结温。已有研究表明:门极阈值电压与结温密切相关,但这种通过门极阈值电压监测结温的方法易受电流震荡影响且测量电路复杂,故监测效果差强人意。为此,文中提出一种新型的基于门极电压阈值检测的SiC MOSFET结温监测方法。首先,理论推导结温与门极阈值电压之间的解析表达式,发现其呈线性关系。其次,提出一种多项式拟合门极阈值电压测量方法,并设计与之匹配的电流采样测量电路。最后,通过基于H桥单相逆变电路的在线监测试验证明该方法的有效性。研究表明:新型结温监测方法具有以下突出优势:1)不易受开关过程震荡的影响,监测精度高;2)测量电路简单可靠,仅用采样电路和滤波器即可,毋需复杂的捕捉电路;3)对采样频率具有一定的容差性。 展开更多
关键词 碳化硅器件 金属–氧化物半导体场效应晶体管 可靠性 在线监测 结温
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功率器件功率循环测试技术的挑战与分析 被引量：6
19
作者 邓二平 严雨行 +4 位作者 陈杰 谢露红 王延浩 赵雨山 黄永章 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第13期5132-5150,共19页
功率循环测试被称为考核功率器件封装可靠性最重要的实验,尤其是碳化硅金属–氧化物半导体场效应晶体管(silicon carbon metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,SiC MOSFET)功率器件的快速发展,是近几年的研究热点。与其... 功率循环测试被称为考核功率器件封装可靠性最重要的实验,尤其是碳化硅金属–氧化物半导体场效应晶体管(silicon carbon metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,SiC MOSFET)功率器件的快速发展,是近几年的研究热点。与其他可靠性测试不同的是,功率循环测试原理虽然简单,但测试技术、测试方法和数据处理却涉及到半导体物理、电磁学、传热学、结构力学和信号分析等多学科交叉,处理不当将得到错误的结论。文中基于功率循环测试基本原理,从测试技术、测试方法和数据处理3个大方面对其存在的挑战进行深入分析,并提出相应的解决方案。测试技术主要包括电气测量噪声、结温测量延时和数据采集点,电气测量噪声和测量延时影响功率循环测试中结温的准确性,数据采集点则是影响器件的失效模式判定和寿命。测试方法主要包括结温测试方法、电流激励方法和宽禁带器件SiC MOSFET的相关测试方法,其中电流激励方法会影响器件的失效机理和寿命,需要特别关注。数据处理部分则是从可靠性数理统计角度出发,探究测试样本数量和对测试结果的修正,以得到准确的测试结果。该文可以为功率循环测试技术和设备的发展奠定一定理论和方法基础,为功率循环测试和数据分析提供一些借鉴。 展开更多
关键词 功率器件 碳化硅金属–氧化物半导体场效应晶体管 功率循环测试 挑战与分析
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考虑异质器件混用与输出电平倍增的混合型MMC及其调控方法 被引量：1
20
作者 任鹏 涂春鸣 +3 位作者 侯玉超 郭祺 刘海军 王鑫 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期128-136,共9页
首先,为提高模块化多电平换流器(MMC)输出波形质量、降低装置运行损耗,提出一种基于Si和SiC器件组合应用的混合型模块化多电平变换器(HMMC)拓扑结构。该拓扑每个桥臂包含N个Si绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件的半桥子模块,每相交流侧串联一... 首先,为提高模块化多电平换流器(MMC)输出波形质量、降低装置运行损耗,提出一种基于Si和SiC器件组合应用的混合型模块化多电平变换器(HMMC)拓扑结构。该拓扑每个桥臂包含N个Si绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件的半桥子模块,每相交流侧串联一个直流侧电压为半桥子模块一半的SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)全桥子模块,整体经济性较好。其次,提出一种面向输出电平数倍增的HMMC高、低频混合调制策略,并充分发挥SiC MOSFET开关损耗低的优势,在减小HMMC输出谐波的同时降低整体运行损耗。此外,分析混合调制策略下HMMC异质子模块直流侧能量的波动规律,提出一种高、低频模块直流侧电压稳定控制策略。最后,仿真和实验验证了所提HMMC拓扑结构和调制策略的可行性,并将所提HMMC、基于单一器件MMC和现有HMMC在损耗和成本方面进行综合对比,证明了该方案在降低损耗和减小成本方面优势显著。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 Si绝缘栅双极晶体管 SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管 混合调制 电压平衡控制 效率优化
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