6.5 kV SiC MOSFET的优化及开关特性 |
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引用本文: | 魏晓光,张文婷,申占伟,田丽欣,孙国胜,杨霏.6.5 kV SiC MOSFET的优化及开关特性[J].半导体技术,2022(8):612-620. |
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作者姓名: | 魏晓光 张文婷 申占伟 田丽欣 孙国胜 杨霏 |
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作者单位: | 1. 先进输电技术国家重点实验室(国网智能电网研究院有限公司);2. 中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室 |
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基金项目: | 国家电网公司总部科技项目(5500-202058402A-0-0-00); |
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摘 要: | 优化设计了电力系统用6.5 kV SiC MOSFET,测得该器件的导通电流为25 A,阻断电压为6 800 V,器件的巴利加优值(BFOM)达到925 MW/cm2。基于感性负载测试电路测试了器件的高压开关瞬态波形。在此基础上,借助仿真软件构建6.5 kV SiC MOSFET芯片级和器件级仿真模型,通过改变器件元胞结构、阱区掺杂浓度、栅极电阻、寄生电感等参数,研究了6.5 kV SiC MOSFET开关瞬态过程和电学振荡影响因素。结果表明,减小结型场效应晶体管(JFET)宽度有利于提高器件dV/dt能力,而源极寄生电感和栅极电阻是引起栅极电压振荡的重要因素。研究结果有助于分析研究6.5 kV SiC MOSFET在智能电网应用中的开关特性,使得基于SiC MOSFET的功率变换器系统具有更低的损耗、更高的频率和更高的可靠性。
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关 键 词: | 碳化硅(SiC) 金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET) 开关瞬态 栅电荷 栅极电压振荡 |
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