改進型碳化硅MOSFETs Spice電路模型

李勇杰，　陳偉偉，　周郁明

（安徽工業大學電氣與信息工程學院，馬鞍山243002）

改進型碳化硅MOSFETs Spice電路模型

李勇杰，陳偉偉，周郁明

（安徽工業大學電氣與信息工程學院，馬鞍山243002）

在高溫、高壓和高頻的電力電子應用中，碳化硅（SiC）MOSFETs展現出了巨大的潛力。為了在寬溫度范圍內更準確地反映SiC MOSFETs的轉移特性，提出了一種簡化的含溫控電源的SiC MOSFETs的Spice電路模型。溫控模型的引入補償了器件在寬溫度范圍內閾值電壓的變化率和跨導系數，在LTspice電路仿真軟件中模擬了SiC MOSFETs在25℃和125℃下的轉移特性。與現有的模型相比，仿真結果與實測數據的吻合度得到了進一步的提高。

SiC MOSFET；Spice模型；溫控模型

引言

SiC器件已進入到了一個新的商業化時代［1-4］，目前已有一些不同型號的SiC MOSFETs器件應用在了高溫、高壓和大功率的電路中。在實際應用SiC MOSFETs器件中，建立一個準確的電路仿真模型能夠有效預測電路特性，降低成本，為科研工作者設計和優化電路提供條件。文獻［5-6］介紹了不同的SiC MOSFETs的模型，這些模型在不同程度上解釋了器件的動態和靜態特性；文獻［7］提出的10 kV SiC MOSFET變溫參數的建模，對SiC器件的建模具有普遍的指導意義。然而，目前SiC MOSFETs的電路模型主要的不足之處在于模型不能夠在寬溫度范圍內準確地反映器件的特性，因而有必要對器件模型進一步地完善。

目前量產的中低壓SiC MOSFET產品型號有限，本文選用美國CREE公司的CMF20120D（1200 V/33 A）作為代表，建立了一種簡化的變溫參數SiCMOSFETs數學模型，能夠應用在高壓和高溫電力電子電路仿真中，如太陽能發電中的逆變電路、高壓輸出DC-DC轉換電路、馬達驅動中的逆變電路等?！?br>