為了滿足電力電子裝置高頻、高效和高功率密度的需求,寬禁帶半導(dǎo)體器件越來越多地應(yīng)用在電力電子系統(tǒng)中。為了更好地研究寬禁帶半導(dǎo)體器件的電氣特性,在應(yīng)用中更好地發(fā)揮其性能優(yōu)勢,并且為電力電子系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)提供仿真分析手段,亟待對(duì)寬禁帶半導(dǎo)體器件建立相應(yīng)的仿真模型,尤其是電力電子系統(tǒng)中應(yīng)用較多的氮化鎵高電子遷移率晶體管（Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor,GaN HEMT）和碳化硅金氧半場效晶體管（Silicon Carbide Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,SiC MOSFET）。針對(duì)現(xiàn)有 GaN HEMT和SiC MOSFET模型在復(fù)雜電路中仿真容易出現(xiàn)不收斂的問題,本文對(duì)GaN HEMT和SiC MOSFET的PSpice電路建模進(jìn)行了詳細(xì)研究。首先對(duì)GaN HEMT進(jìn)行了 PSpice電路建模,以EPC公司的一款GaN HEMT（EPC2010）為例,使用非分段、連續(xù)可導(dǎo)的方程對(duì)模型進(jìn)行了定義,建立了 GaN HEMT的非分段模型。通過PSpice仿真... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ＧａＮ、ＳｉＣ材料與Ｓｉ材料的特性對(duì)比??Ｆｉｇ．１－１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ?ｏｆ?ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＧａＮ，?ＳｉＣ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ａｎｄ?Ｓｉ?ｍａｔｅｒｉａｌ??

結(jié)型場效應(yīng)晶體管（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ?Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ?Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＪＦＥＴ）和ＳｉＣ功率模塊等。目前??國內(nèi)外大約有２５家廠商可以提供ＳｉＣ器件，其中有２１家廠商可提供ＳｉＣ二極管，??１０家廠商可提供ＳｉＣ?ＭＯＳＦＥＴ，１８家廠商可提供ＳｉＣ功率模塊，如圖１－２所示??其中國內(nèi)的ＳｉＣ功率器件廠家有８家，包括湖南株洲的中國中車株洲所，深圳的??基本半導(dǎo)體，北京的世紀(jì)金光、ＷｅＥｎ和泰科天潤，浙江嘉興的ＳｔａｒＰｏｗｅｒ，江蘇??揚(yáng)州的揚(yáng)杰科技，臺(tái)灣的ＣｏｍＣｈｉｐ。??ＳｉＣ二極管?ＳｉＣ?ＭＯＳＦＥＴ?ＳｉＣ功率模塊??ＣＲＥＥＴｒｙＳ＾！?ＣＲＥＥ＾?ＣＲ￡＾?ｑ?ｅ??（ｊｎｆｉｎｅｏｎ?＆ｊｕｉｉｎｉ？？?（ｆｉｆｉｎｅｏｎ??ｐｐｐｉ?ｄｉｘｙｓ??ｌ９??Ａ釀證１龜…?口ＩＸＹＳ?＂ａｗｉ＊??廣??，二一?Ｉ?■?ＣＩＳＳＯＩＯ??＾Ｔ／?參Ｊｌｊ／?ｋｙｆ??｜｜?ＣＩＳＳＯＩＤ?＊?Ｃｊｌ??ＣｏｍｄＴｉｐ?Ａｆｃｎａｗｒｔ?粑富備??－—【？】?＿?ｃｉｓｓｏｉｄ?ｓ＾ｍｍｒ??＾－．１１?■？卜＿、一??圖１－２?ＳｉＣ功率器件部分生產(chǎn)廠家??Ｆｉｇ．?１－２?Ｐａｒｔ?ｏｆ?ＳｉＣ?ｐｏｗｅｒ?ｄｅｖｉｃｅｓ?ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ??由于材料特性和結(jié)構(gòu)的特殊性，ＧａＮ器件起步相比ＳｉＣ器件要晚很多，目前??己經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的功率器件主要是ＧａＮ高電子遷移率晶體管（Ｈｉｇｈ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ??Ｍｏｂｉｌｉｔｙ?Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，?ＨＥＭＴ）。ＧａＮ?ＨＥＭＴ可分為耗盡型和增強(qiáng)型兩種，耗盡型ＧａＮ??ＨＥＭＴ由于自發(fā)極化效應(yīng)形成二維電子氣

＿ｓｉ等于ＧａＮ?ＨＥＭＴ的－Ｆｇｓ＿ＧａＮ，從而提供必要的負(fù)偏壓??以實(shí)現(xiàn)Ｃａｓｃｏｄｅ－ｍｏｄｅ?ＧａＮ?ＨＥＭＴ的關(guān)斷如圖１－３所示。??漏極??＿及??ＪＧａＮ?：?ＬＪ??，，ＥＭＴｉｒｄｔ??柵極?〇￣Ｉ??＇源極?ＭＯＳＦＥＴ丨?１?Ｏ源極??（ａ）?Ｅ－ｍｏｄｅ?（ｂ）?Ｃａｓｃｏｄｅ－ｍｏｄｅ??圖１－３?ＧａＮ?ＨＥＭＴ結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ＧａＮ?ＨＥＭＴ??目前商業(yè)化的增強(qiáng)型ＧａＮ?ＨＥＭＴ主要包括單體器件、單體器件＋驅(qū)動(dòng)器和半??橋模塊三種類型，國內(nèi)外大約有８家廠商可以提供ＧａＮ功率器件，如圖１－４所示。??國內(nèi)目前能夠提供ＧａＮ器件的廠商只有蘇州能訊高能半導(dǎo)體有限公司，但是都是??射頻類型的ＧａＮ器件，適合ＬＴＥ、４Ｇ、５Ｇ等移動(dòng)通信的超寬帶功放應(yīng)用。??單體器件?單體器件＋驅(qū)動(dòng)器?半橋模塊??ｌｌｉＰＣ．??ＩｆｅＸＡＳ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ?＾?ＴｆｅｘＡＳ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ??丨ｍ??Ａ?ＶｉｓＩＣ＾Ｐ?Ｖｉｓｉ〔４｜Ｐ??＾ＩｎｆｉｎＣＯｎ?ｌｅ（．丨，叩丨叩朽?Ｔ？．ｈｎｏｌｏｇｔｉ？ｓ??ｐｍｍｍｏｎｋｉ?＜￡）?Ｎａｖｉｔａｓ?？?Ｎａｖｉｔａｓ??圖１－４?ＧａＮ功率器件部分生產(chǎn)廠家??Ｆｉｇ．?１－４?Ｐａｒｔ?ｏｆ?ＧａＮ?ｐｏｗｅｒ?ｄｅｖｉｃｅｓ?ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ??１．２寬禁帶器件建模研究現(xiàn)狀??隨著ＧａＮ和ＳｉＣ功率器件越來越多地應(yīng)用在電力電子電路中，需要對(duì)他們的??特性進(jìn)行研究，使其更好地發(fā)揮性能優(yōu)勢，并且為電路的分析和設(shè)計(jì)提供一定的??參考

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3320567