课程文献中心 更多>>

关键词： SiC MOSFET   GaN HEMT   低温特性   对比分析   物理机理  

摘要： 以SiC MOSFET和GaN HEMT为代表的宽禁带电力电子器件代表电力电子期间未来的发展方向,有望在航天和超导储能等低温领域得到应用。为了对两种器件的低温特性有个全面的认识,对SiC MOSFET和GaN HEMT器件的低温特性进行了对比测试和分析。实验结果显示,温度从300 K降至77 K,MOSFET阈值电压增大至2.77倍,而HEMT降低了42.45%;MOSFET的漏源击穿电压降低了32.99%,HEMT升高了20.12%;MOSFET的导通电阻增大至11.42倍,而HEMT降低了47.34%。基于器件的物理模型,对两种器件低温特性进行分析,分析结果表明,导致两种器件性能不同的原因主要是SiC MOSFET较差的界面品质和HEMT独特的二维电子气结构。

关键词： 高频电流   欧姆定律   交流测量   测量标准   高频电压   电流表   高频电刀   云母电容  

摘要： 高频电流广泛应用于医疗卫生,如高频电刀利用高频电流对生物组织进行切割和凝血,因此高频电流准确与否关系到人身安全。本文通过欧姆定律原理,利用高稳定度的高频电压源、云母电容、元件分析仪来实现对高频电流表的校准,并给出不确定度评定示例。一、概述1.环境条件:温度为20.2℃,相对湿度为51%。2.测量标准:5790B交流测量标准、TH2829C元件分析仪。3.被测对象:GLB-1高频电流表。4.测量原理和方法:采用欧姆定律测量GLB-1高频电流表的示值误差,校准原理如图1所示。

关键词： 有伴电源   Y-△联结   等效变换   电路分析  

摘要： 采用有伴电源的等效变换和无伴电源的转移,以及0/∞值电阻的特殊处理,结合电阻Y-△联结电路的等效变换,提出了有伴电源Y-△联结电路的等效变换方法,可将电源等效变换分析法的应用从含源串并联电阻电路拓展到含源Y-△联结电阻电路,以便于对实际电路进行分析.

关键词： SiC MOSFET   固态断路器(SSCB)   短路特性   退饱和保护   短路电流分断能力  

摘要： 为了提高用于直流微电网的SiC MOSFET固态断路器(SSCB)的可靠性,对其在较大电感条件下的短路特性和短路保护电路进行了研究。首先对SSCB短路电流分断过程进行了分析,给出了金属氧化物压敏电阻(MOV)的选型依据。在此基础上通过实验研究了不同直流母线电压、不同功率器件结温和不同故障电感下SSCB的短路特性,揭示了SSCB的短路失效模式,分析了SSCB短路电流分断能力的影响因素。设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的电压源型退饱和保护电路,并制作了样机。实验结果表明,所设计的退饱和保护电路实现了短路保护的快速响应,响应时间为593 ns,可有效保护SSCB中的SiC MOSFET。

关键词： 4H-SiC   双沟槽   MOSFET   单脉冲雪崩击穿能量   失效机理   栅极沟槽拐角氧化层断裂  

摘要： 本文对非钳位感性开关(unclamped inductive switching,UIS)下4H-SiC双沟槽功率MOSFET失效机理进行实验和理论研究.结果表明,不同于平面功率MOSFET器件失效机理,在单脉冲UIS测试下双沟槽功率MOSFET器件的栅极沟槽底角处的氧化层会发生损坏,导致了器件失效.测量失效器件的栅泄漏电流和电阻,发现栅泄漏电流急剧增大,电阻仅为25Ω;失效器件的阈值电压稳定不变.使用TCAD软件对雪崩状态下的器件电场分布进行仿真计算发现,最大电场位于栅极沟槽底拐角处,器件内部最大结温未超过电极金属熔点,同时也达到了理论与仿真的吻合.

关键词： 智能变送器   DAC模块   供电与保护   耗尽型MOSFET   ESD保护  

摘要： 具有ESD保护功能的耗尽型MOSFET代替JFET器件和普通耗尽型MOSFET,能有效抑制各种干扰,极大提高整个系统的稳定性和安全性。由于智能变送器在工业控制、物联网、轨道交通、航空航天等领域的广泛应用,特别是近年自动驾驶汽车、医疗仪器和能源环境控制系统应用的日益普及,系统智能化、集成化、小型化的发展趋势对智能变送器的性能、品质要求不断提高,关键模块DAC在恶劣环境下有效的抗干扰能力是整个变送器工作稳定、系统安全的重要保障。传统的JFET器件能实现稳定供电,但不能起到有效的抗干扰作用。普通耗尽型MOSFET器件替代传统的JFET器件,能稳定供电,并能有效抑制浪涌、瞬态电流、电压干扰,但没有静电防护功能。为更有效解决系统电路保护的问题,通过对器件本身结构进行研究,开发自带ESD保护功能的耗尽型MOSFET。在实际测试和使用中有效验证了该器件对DAC模块的供电,不仅能稳定供电,抑制浪涌、瞬态电流、电压干扰,而且能有效消除静电对器件的损坏可能性。该器件的应用大大提高了智能变送器的稳定性,对自动驾驶汽车和医疗仪器的安全性有重要作用。

关键词： U-I图像   欧姆定律   电路  

摘要： 在欧姆定律的学习过程中,有一些相对复杂的计算,其中涉及U-I图像的运用。实际教学中,教师应注意引导学生深刻理解U-I图像的物理意义,这样一方面能够简化运算过程,另一方面能够提高学生的抽象思维能力。文章针对典型电路中的U-I图像问题进行分析探讨。

关键词： 碳化硅   TSN结构   特征导通电阻   特征栅漏电容  

摘要： 为了实现能源的高效利用,通过减小器件的导通电阻和栅漏电容来降低MOSFET的功耗一直是功率电子学的研究热点,但二者存在折衷关系.碳化硅的材料优势使碳化硅MOSFET更适合高频应用,在不过多增大导通电阻的情况下,减小栅漏电容以降低器件在高频应用中的动态功耗是本文的设计重点.提出了一种带有沟槽型源端和N型包裹区的碳化硅沟槽MOSFET结构,被称为槽源N包裹型(Trench Source With N-type,TSN)器件,通过将栅漏电容转换为栅源和漏源电容串联的形式,在维持MOSFET的导通电阻不过多增大的前提下,降低了栅漏电容.介绍了TSN碳化硅沟槽MOSFET器件结构和制备工艺流程,通过TCAD仿真对栅沟槽深度、N型包裹区的掺杂浓度和宽度、P+型埋层的垂直注入和横向注入深度、源极槽深度进行了优化设计.仿真结果表明,器件的击穿电压达到1420 V,特征导通电阻为3.1mΩ·cm^(2),特征栅漏电容为12.4pF·cm^(-2)。在与常规UMOS结构近似相等的击穿电压下,虽然特征导通电阻略有增大,但特征栅漏电容明显降低,这两项参数的乘积降低了78.9%.

关键词： 无电流传感器   电流重构   三电平  

摘要： 在此根据SiC MOSFET的输出特性提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的SiC MOSFET三电平并网变换器无电流传感器的电流重构技术。该技术构建了SiC MOSFET漏极电流与漏源电压的关系,设计了漏源电压检测电路和基于DSP的SiC MOSFET漏极电流重构算法。建立了三电平并网变换器的交流侧相电流以及直流母线电流数学模型,设计了基于DSP的电流重构算法。实验证明了检测电路和重构技术的正确性和可行性。该电流重构技术应用于高压大功率领域上时具有成本低、实现简单的特点。

关键词： SiC MOSFET   界面态   仿真模型   反型层迁移率   界面陷阱  

摘要： SiC因其优越的电学特性,已发展成为高压功率器件领域的翘楚。然而,SiC与SiO_(2)界面存在高密度界面态,使得SiC MOSFET沟道迁移率远低于SiC材料本身的体迁移率,大大约束了SiC材料本身电学性能的发挥。为改善反型层沟道迁移率,不同功率器件厂商采用了不同的栅极氧化工艺,所实现的栅极氧化层界面态密度各有不同,现有的功率器件仿真软件提供的多种界面态能级分布模型都需要芯片厂商实际的流片数据作为支撑,这对功率器件上游设计人员产生了阻碍。基于此,文章通过流片测试数据,结合TCAD仿真软件给出了一种用于SiC MOSFET器件仿真的界面态能级分布模型。利用给出的界面态能级分布模型,与实际产品对比,仿真得出的I-V曲线与测试曲线基本重合。