SiC MOSFET靜態性能及參數溫度依賴性的實驗分析及與Si IGBT的對比

馬 青，冉 立，胡博容，曾 正，劉清陽

（重慶大學輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室，重慶400044）

SiC MOSFET靜態性能及參數溫度依賴性的實驗分析及與Si IGBT的對比

馬 青，冉 立，胡博容，曾 正，劉清陽

（重慶大學輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室，重慶400044）

碳化硅SiC（silicon carbide）MOSFET作為新型的電力電子器件，具有不同于Si IGBT的電熱特性，且其靜態特性在寬溫度范圍內變化特性并不明確。以SiC MOSFET為研究對象，從器件的工作原理入手，結合Si IGBT對比，分析了其靜態特性及寄生參數受溫度的影響，并在-55℃至165℃準確測量了包括閾值電壓、導通電阻、泄漏電流、輸出特性及寄生參數在內的多個參數，實驗結果符合理論分析。根據實驗結果分析了各項性能參數的溫度敏感性，結果表明：SiC MOSFET靜態性能及參數與溫度具有極強的相關性；與Si IGBT相比，溫度依賴性更為明顯，并且能夠為器件結溫測量及SiC MOSFET電力電子系統狀態監測提供理論依據與實驗基礎。

SiC MOSFET;IGBT;靜態性能;寄生參數;結溫;狀態監測

引言

功率半導體器件的狀態監測，對于其運行評估和壽命預測都有顯著的影響［1］。碳化硅SiC（silicon carbide）器件將廣泛應用于電動汽車、多電飛機等高功率密度、高結溫、高可靠的場合，所以保證其工作信息（如結溫等）的及時、準確和可靠反饋顯得十分必要［2］，便于評估功率器件的運行和老化情況。器件的結溫無法簡單地直接測量，所以需要通過對溫度敏感的電參量TSEPs（temperature sensitive electrical parameters）來間接確定結溫［3］。實際應用中，無論是仿真還是建模分析，TSEPs相關的理論模型和實驗結果，都是不可或缺的基礎［4,5］。……