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关键词： SiC trench MOSFET   switching power loss   figure of merit   safe operating area  

摘要： A novel silicon carbide(SiC) trench metal–oxide–semiconductor field-effect transistor(MOSFET) with a dual shield gate(DSG) and optimized junction field-effect transistor(JFET) layer(ODSG-TMOS) is proposed. The combination of the DSG and optimized JFET layer not only significantly improves the device’s dynamic performance but also greatly enhances the safe operating area(SOA). Numerical analysis is carried out with Silvaco TCAD to study the performance of the proposed structure. Simulation results show that comparing with the conventional asymmetric trench MOSFET(Con-ATMOS), the specific on-resistance(Ron,sp) is significantly reduced at almost the same avalanche breakdown voltage(BVav). Moreover, the DSG structure brings about much smaller reverse transfer capacitance(Crss) and input capacitance(Ciss), which helps to reduce the gate–drain charge(Qgd) and gate charge(Qg). Therefore, the high frequency figure of merit(HFFOM) of Ron,sp·Qgdand Ron,sp· Qgfor the proposed ODSG-TMOS are improved by 83.5% and 76.4%, *** switching power loss of the proposed ODSG-TMOS is 77.0% lower than that of the Con-ATMOS. In addition, the SOA of the proposed device is also enhanced. The saturation drain current(Id,sat) at a gate voltage(Vgs) of 15 V for the ODSGTMOS is reduced by 17.2% owing to the JFET effect provided by the lower shield gate(SG) at a large drain voltage. With the reduced Id,sat, the short-circuit withstand time is improved by 87.5% compared with the Con-ATMOS. The large-current turn-off capability is also improved, which is important for the widely used inductive load applications.

关键词： 控制变量法   易错题   欧姆定律   控制电压   成反比   电阻   导体   端电压  

摘要： 提分锦囊1.电流跟电压、电阻的关系:(1)在导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;(2)在导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。2.实验中应用控制变量法,即在研究电流跟电压的关系时,要控制电阻不变;在研究电流跟电阻的关系时,要控制电压不变。

关键词： SGT   总剂量效应   阈值电压漂移   MOSFET  

摘要： 对30V SGT型N-Channel MOSFET进行了两种不同偏置的总剂量辐射实验,随着^(60)Coγ源射线剂量的增加,给出了两种偏置状态下器件实验前后的转移曲线和直流参数变化,揭示了SGT型功率器件随剂量和偏置的变化趋势和机理。研究结果表明,随着总剂量的增加,两种偏置下器件的阈值电压、导通电阻和击穿电压均出现下降的情况。不同之处是OFF态下主要参数发生变化的幅度收窄,下降幅度相对较小。同时,出现了击穿电压先增加后下降的现象,分析认为,在^(60)Coγ源射线的作用下器件沟槽栅极下方的多晶硅屏蔽栅极存在比较厚的氧化层,在低剂量时元胞和终端处的厚氧化层产生总剂量效应,使得SGT型功率器件发生局部场强改变,从而出现该变化。

关键词： 碳化硅金属氧化物半导体场效应管   驱动阻抗设计   串扰预测   共源电感  

摘要： 文中针对串扰电压峰值与驱动回路阻抗间的非线性关系,分段分析共源电感存在时串扰产生机理,提出一种碳化硅(silicon carbide,SiC)金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)串扰电压的分析模型及预测算法。所提算法综合考虑共源电感、非线性极间电容等寄生参数与探头接线的影响,可实现引脚测量串扰电压的准确计算及器件内部串扰电压的提取。进一步,该算法针对栅极回路建模,并利用实测数据引入漏源电压与源极电流时变性,可适用于多桥臂电路及不同器件工况。最后,实验结果表明,所提算法可精准预测不同关断态驱动阻抗下的串扰峰值,其正向峰值平均预测误差仅为3.2%。该算法可为SiC MOSFET驱动电路设计提供定量计算参考。

关键词： SiC金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)   单粒子效应(SEE)   漏电退化   漏源电压   离子注量  

摘要： 高压功率器件是未来航天器进一步发展的关键,对SiC金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)等高压大功率器件的抗辐射研究亟待突破。在不同偏置条件下对器件的单粒子效应(SEE)进行实验,结果表明,SiC MOSFET单粒子漏电退化效应与漏源电压、离子注量以及反向栅源电压呈正相关。为进一步研究SiC MOSFET单粒子效应机理,结合实验数据进行TCAD仿真,发现器件发生单粒子效应时存在两种失效模式,第一种失效模式与Si基MOSFET类似,而第二种失效模式与SiC器件的特有结构密切相关,容易形成更高的分布电压,导致栅氧化层烧毁失效。该结果为抗辐照加固器件的研究提供了理论支撑。

关键词： 初中物理   班级同学   伏安法测电阻   并联电路   欧姆定律   测量电路   电流表   中考  

摘要： 利用伏安法测电阻是初中物理一个重要实验,也是中考的重点。中考中除了考查“伏安法”测电阻外,还经常考查根据串、并联电路电流、电压、电阻的关系结合欧姆定律利用伏阻法、伏滑法、安阻法、安滑法等方法来巧测电阻,下面举例介绍。类型1:“伏阻法”测电阻例1 (2023·辽宁·沈阳·沈河区模拟)某班级同学在用伏安法测量一未知电阻的阻值之后,在没有电流表的情况下,某小组同学又设计了如图1所示的测量电路。

关键词： 仪器仪表   欧姆定律   定值电阻   压敏电阻   电路改装   电源电压   结构图   电子秤  

摘要： 生活中常见的电子秤、电子身高测量仪等许多仪器仪表都由简单电路改装而来。这些生活中常见的仪器仪表,也时常出现在中考题中,解答这类题目的关键是抓住欧姆定律的本质。下面结合2023年中考真题加以分析。例1 (2023·湖北·宜昌)如图1是某品牌智能体重秤的电路结构图,电源电压恒定,R0为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力增大而减小。

关键词： 分裂栅   电场分布   MOSFET   SGT   击穿电压  

摘要： 为了能够有效调制屏蔽栅沟槽型(Shielded Gate Trench,SGT)MOSFET器件阻断状态下的电场分布,改善器件的电荷耦合效应,从而提高器件击穿电压(BV)和特征导通电阻(Ron,sp)之间的折衷关系,研究提出了一种具有多段分裂栅的SGT MOSFET结构。该结构是将传统的SGT MOSFET沟槽中的屏蔽栅分裂成三部分,最上层的屏蔽栅接源极,中间和最下层的屏蔽栅为浮空,分别命名为UFG和LFG。新结构器件在阻断状态下可以在n型漂移区引入两个额外的电场峰值,使得电场分布更加均匀。Sentaurus TCAD软件仿真结果显示,在元胞参数相同的条件下,相较传统SGT MOSFET,具有双段浮空栅(DSFSGT)MOSFET的BV和优值(Figure of Merit,FOM)分别提高了37.7%和66.7%,BV达到了173.6 V,FOM达到了177.3 V2/(mΩ·mm^(2));相较单段浮空栅(SFSGT)MOSFET,BV和优值分别提高了10.7%和19.8%。

关键词： 谐波注入   基尔霍夫电流定律   谐振点   整车电网络   纯电动汽车  

摘要： 针对某纯电动汽车在下线路试中高荷电状态(SOC)下出现制动失速、低SOC情况下满油门加速出现顿挫的问题,经分析确认是逆变器软件谐波注入电流信号参数不合理引发整车电网络系统的谐振,从而导致单体电芯电压跳变所致。对整车电网络系统谐振问题进行分析,建立整车电网络模型,计算谐振点,并优化了谐波注入策略,实车验证结果表明,采用优化策略时单体电芯电压跳变较小,且未引发新的NVH问题。

关键词： 金属氧化物半导体场效应晶体管   短路故障   振荡机理  

摘要： 碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)为高性能电力电子技术提供了技术保障,其短路承受能力是进一步提升电力电子变换器可靠性的关键;特别是在大功率场合,经常将SiC MOSFET并联使用,然而影响并联SiC器件短路振荡的关键因素并不十分明确,振荡机理有待进一步研究。此处以并联SiC MOSFET为研究对象,建立在短路工况下的等效数学模型,分析影响并联短路特性的关键因素并进行实验验证,归纳短路振荡机理。理论分析与实验结果表明,当并联SiC MOSFET发生短路故障时,栅极驱动电阻和功率回路杂散电感是导致器件并联系统振荡的主要因素,过小的栅极驱动电阻使得并联系统振荡频率和尖峰增大;过大的功率回路杂散电感导致系统振荡频率降低,而振荡尖峰增大,系统的剧烈振荡不利于SiC MOSFET稳定性提高。