Si功率器件經(jīng)歷了晶體管、晶閘管,到MOSFET及IGBT,在阻斷電壓、開關(guān)特性等方面正在接近材料的理論上限。以SiC材料為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體器件是目前在電力電子領(lǐng)域發(fā)展最快的功率半導(dǎo)體器件之一,SiC材料具有熱導(dǎo)率高、電子飽和遷移速率高和擊穿電場高等性質(zhì)。SiC器件在高溫、高壓、高頻、大功率電子器件領(lǐng)域和航天、軍工、核能等極端環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢,彌補了傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體器件在實際應(yīng)用中的缺陷,正逐漸成為功率半導(dǎo)體的主流。近幾年許多公司推出了商業(yè)化的SiC MOSFET,其開關(guān)特性和驅(qū)動電路成為了研究的熱點。本文首先以1700VSiCMOSFET器件為基礎(chǔ),搭建了雙脈沖測試平臺,利用CREE公司推薦的驅(qū)動模塊進(jìn)行了 SiCMOSFET開關(guān)特性測試,對其性能進(jìn)行分析研究,分析了門極驅(qū)動電阻和母線電壓對開關(guān)特性和開關(guān)損耗的影響。并且進(jìn)行了短路測試,驗證了退飽和檢測方法能夠及時的關(guān)斷SiCMOSFET,保護(hù)電路和器件不受損壞。通過實驗驗證了 SiCMOSFET器件在具體應(yīng)用中高壓、高頻和低功耗的特性,為由針對性的器件開發(fā)做指導(dǎo)。通過對比Si器件和SiC器件的驅(qū)動特性差異,明確了 SiC MOSFET對驅(qū)動電路的要求。闡述了驅(qū)動電路各部分的設(shè)計思路,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于SID1182K芯片的驅(qū)動電路,包括隔離電源部分、信號隔離部分、保護(hù)檢測、驅(qū)動電路模塊等。并且對電路的各部分進(jìn)行了仿真分析,確定了電路各部分的參數(shù),完成了驅(qū)動板PCB設(shè)計,對驅(qū)動板進(jìn)行了上電調(diào)試。仿真和實驗結(jié)果表明,驅(qū)動電路可以實現(xiàn)各項功能,能夠驅(qū)動SiCMOSFET模塊正常工作,具有較大的實用價值,符合設(shè)計的預(yù)期。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN386
【部分圖文】：

ＳｉＣ功率ＭＯＳＦＥＴ結(jié)構(gòu)與Ｓｉ功率ＭＯＳＦＥＴ的結(jié)構(gòu)類似，其外延層和襯底材??質(zhì)均為ＳｉＣ材料。ＳｉＣ功率模塊一般采用垂直注入ＭＯＳＦＥＴ結(jié)構(gòu)，ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ??功率模塊是由ＳｉＣ?ＭＯＳＦＥＴ和ＳｉＣ肖特基勢壘二極管在半橋結(jié)構(gòu)中制造的。圖２－１??為ＳｉＣ?ＭＯＳＦＥＴ等效結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)柵源級之間的電壓為零時，Ｐ基區(qū)和Ｎ－漂移??區(qū)之間形成的ＰＮ結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏源極之間無電流通過，ＭＯＳＦＥＴ處于截止??狀態(tài)。隨著柵源間電壓的增大，當(dāng)ＦＧＳ大于時，Ｐ基區(qū)頂部形成反轉(zhuǎn)層，形??成Ｎ型導(dǎo)電溝道，將源極區(qū)與漏極區(qū)連接起來，漏源極之間形成一個完整的Ｎ型??導(dǎo)電溝道，ＭＯＳＦＥＴ開始導(dǎo)通。當(dāng)漏源極電壓較小時，器件似乎呈現(xiàn)出一個近似??恒定的電阻狀態(tài)，這是由通道和漂移區(qū)的電阻決定的，最終，電流趨向于飽和。??通過對功率ＭＯＳＦＥＴ的標(biāo)準(zhǔn)分析，可知功率ＭＯＳＦＥＴ的電流飽和有兩種可能原因，??

?北京交通大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文２．２靜態(tài)特性研究??ＳｉＣ?ＭＯＳＦＥＴ的靜態(tài)特性主要是指其轉(zhuǎn)移特性和輸出特性，在該ＳｉＣ?ＭＯＳＦＥ數(shù)據(jù)手冊中已經(jīng)給出了器件的轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，輸出特性曲線如２－２所示，轉(zhuǎn)移特性如圖２－３所示：??

圖２－３?ＳｉＣ?ＭＯＳＦ?
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2857706