张宇，李先允，王书征，唐昕杰，袁宇，卢乙

（南京工程学院 电力工程学院，江苏 南京 211167）

现如今，新能源发电、电动汽车以及开关电源等领域的发展趋向于高效率、高转化率以及高可靠性。这使得以碳化硅（silicon carbide，SiC）器件为首的宽禁带半导体器件以其高开关频率、低开关损耗、低散热需求等优点得到越来越多的关注[1-3]。SiC材料的热导系数是Si材料的2.5倍，饱和电子漂移率是Si的2倍，所以SiC器件能在更高的频率、更高的开断速度下工作。现如今对SiC器件的研究主要集中在SiC MOSFET，与传统Si MOSFET相比，SiC MOSFET具有更快的开断速度，更高的功率密度，更高的正向耐压，更低的散热需求[4-6]，并且栅源两端具有良好的反向耐压能力（第一代SiC MOSFET可承受-5V，第二代SiC MOSFET可承受-10V）[2]，由于其卓越的性能，SiC MOSFET在中、高压领域出现了代替Si IGBT的趋势[7-8]。但是随着电压水平和开关速度的提升，电路中寄生参数所带来的扰动现象将更加严重，这将威胁系统的安全运行[9-10]。虽然依靠新的PCB制作工艺以及封装技术可以有效地减少寄生参数的大小，但是SiC MOSFET也依然面临着串联扰动以及电磁干扰和电磁应力的风险[11]，这些负面效应会在一定程度上加速器件老化，严重时甚至造成器件损坏。串联扰动现象主要存在于换流器上、下桥臂结构中，当上桥臂开通时，过高的du/dt作用在下桥臂器件寄生电容上会产生正压尖峰，正压尖峰超过阈值电压时会造成器件的误导通，这将影响系统整体的安全性[12-14]。当上桥臂关断时，积累在寄生电容中的能量得到释放会产生负压尖峰，负压尖峰小于器件栅极耐受值时，会造成器件的损坏。……