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寄生参数对并联SiC MOSFET电流不均衡的影响

2021-08-25张永刚宁平凡王迪迪肖宁如李玉强

聊城大学学报(自然科学版) 2021年5期

张永刚,宁平凡,刘 婕,王迪迪,肖宁如,李玉强

(1.天津工业大学 电气工程与自动化学院,天津 300387;2.天津工业大学 电子与信息工程学院,天津 300387;3.天津工业大学 大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心,天津 300387)

0 引言

随着电动汽车、新能源行业等新兴工业领域的发展,电力电子设备的应用领域也越来越广泛。作为功率开关器件的MOSFET和IGBT更引起研究人员的注意。传统的硅基器件在耐压、工作频率等方面都已经达到其物理极限,远不能满足日益提升的要求[1],而作为宽禁带半导体代表的SiC、GaAs在高温、高压、高频环境下具有较高的热导率和较低损耗等优良的物理特性[2,3]。因此,SiC MOSFET在新能源汽车,大功率变流设备中逐步替代传统半导体器件[4]。SiC MOSFET制造,封装工艺相较于传统MOSFET并不成熟,晶圆尺寸和生长速度也远小于硅。在相同电压等级下,电流耐受程度越高,其制造、使用、后期维护的成本也越高。即使是相同型号的芯片,参数也会有一定的差异性,更大的电流和更高的开关速度下使得寄生参数在开关过程中对并联电流不均衡的影响更明显。如今,对于SiC MOSFET的研究主要集中于器件封装[5],器件模型的建立[6]以及大规模应用等重要领域[7],而寄生参数对并联电流不均衡影响的研究相对较少。关于寄生参数研究的方法主要有:(1) 通过实验测量寄生参数的影响[8],(2) 通过数学公式建立模型,进行相关的理论分析[9],(3) 通过软件进行仿真,研究寄生参数对于开关和导通过程的影响[10]。……

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