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集成JFET续流二极管的低开关损耗双沟槽SiC MOSFET
1
作者
高升
章先锋
+2 位作者
陈秋锐
陈伟中
张红升
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第9期3303-3311,共9页
传统双沟槽碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)在高频开关电路和反向续流应用中显现出显著的性能瓶颈,主要表现为开关损耗较高、反向导通电压偏大、反向恢复电荷过多,以及长时间反向续流易引发双极退化等问题。为突破这些...
传统双沟槽碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)在高频开关电路和反向续流应用中显现出显著的性能瓶颈,主要表现为开关损耗较高、反向导通电压偏大、反向恢复电荷过多,以及长时间反向续流易引发双极退化等问题。为突破这些技术限制,该文采用TCAD仿真技术,基于PN结空间电荷区内能带弯曲的物理机制,设计一种集成结型场效应晶体管(JFET)的双沟槽SiC MOSFET(IJ-MOS)。与传统SiC MOSFET(CON-MOS)相比,IJ-MOS在性能上取得了显著提升:其反向导通电压从CON-MOS的2.92 V降至1.83 V,反向恢复电荷减少43.7%,反向恢复峰值电流下降31.7%,总开关损耗削减24.2%。此外,IJ-MOS通过有效抑制反向续流时体二极管的激活,显著降低了双极退化的发生概率,从而增强了器件的长期可靠性。这一新型设计使IJMOS成为高频开关电路和反向续流应用中更为优越的解决方案。
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关键词
SiC
MOSFET
双极退化
反向导通
开关损耗
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职称材料
车用碳化硅功率模块的电热性能优化与评估
被引量：
2
2
作者
马荣耀
唐开锋
+3 位作者
潘效飞
邵志峰
孙鹏
曾正
《电源学报》
CSCD
北大核心
2024年第3期78-86,共9页
由于在开关速度、温度特性和耐压能力等方面的优势,SiC(silicon carbide)功率模块开始逐步应用于电动汽车的电机控制器。电机控制器是电动汽车的核心部件,对功率模块的电热特性要求较高,因此对SiC封装提出了很大的挑战。以主流的HybridP...
由于在开关速度、温度特性和耐压能力等方面的优势,SiC(silicon carbide)功率模块开始逐步应用于电动汽车的电机控制器。电机控制器是电动汽车的核心部件,对功率模块的电热特性要求较高,因此对SiC封装提出了很大的挑战。以主流的HybridPACK Drive模块封装为例,优化设计了模块的驱动回路和DBC(direct bonded copper)布局,并引入了铜线键合技术,协同优化了模块的电热性能和可靠性。此外,采用响应面法优化了椭圆形Pin-Fin散热基板,提升了模块的散热性能。最后,分别制造了优化前、后的SiC功率模块样机作为对比,搭建了双脉冲和功率对拖实验平台,评估了2种方案的电热性能。实验结果显示,当芯片交错距离为芯片宽度的1/2时,所优化的功率模块可以在兼顾电性能的同时,实现更优异的热性能。
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关键词
SIC
MOSFET
铜线互联
响应面法
DBC布局
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职称材料
题名
集成JFET续流二极管的低开关损耗双沟槽SiC MOSFET
1
作者
高升
章先锋
陈秋锐
陈伟中
张红升
机构
重庆
邮电大学集成电路学院
华润
微电子
(
重庆
)
有限公司
出处
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第9期3303-3311,共9页
基金
国家自然科学基金(62404026)
重庆市自然科学基金(CSTB2023NSCQ-MSX0475)。
文摘
传统双沟槽碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)在高频开关电路和反向续流应用中显现出显著的性能瓶颈,主要表现为开关损耗较高、反向导通电压偏大、反向恢复电荷过多,以及长时间反向续流易引发双极退化等问题。为突破这些技术限制,该文采用TCAD仿真技术,基于PN结空间电荷区内能带弯曲的物理机制,设计一种集成结型场效应晶体管(JFET)的双沟槽SiC MOSFET(IJ-MOS)。与传统SiC MOSFET(CON-MOS)相比,IJ-MOS在性能上取得了显著提升:其反向导通电压从CON-MOS的2.92 V降至1.83 V,反向恢复电荷减少43.7%,反向恢复峰值电流下降31.7%,总开关损耗削减24.2%。此外,IJ-MOS通过有效抑制反向续流时体二极管的激活,显著降低了双极退化的发生概率,从而增强了器件的长期可靠性。这一新型设计使IJMOS成为高频开关电路和反向续流应用中更为优越的解决方案。
关键词
SiC
MOSFET
双极退化
反向导通
开关损耗
Keywords
Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(SiC MOSFET)
Bipolar degradation
Reverse conduction
Switching loss
分类号
TN386 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
车用碳化硅功率模块的电热性能优化与评估
被引量：
2
2
作者
马荣耀
唐开锋
潘效飞
邵志峰
孙鹏
曾正
机构
重庆
大学
微电子
与通信工程学院
华润
微电子
(
重庆
)
有限公司
重庆
大学电气工程学院
华润
润安科技(
重庆
)
有限公司
中国电源学会
出处
《电源学报》
CSCD
北大核心
2024年第3期78-86,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52177169)。
文摘
由于在开关速度、温度特性和耐压能力等方面的优势,SiC(silicon carbide)功率模块开始逐步应用于电动汽车的电机控制器。电机控制器是电动汽车的核心部件,对功率模块的电热特性要求较高,因此对SiC封装提出了很大的挑战。以主流的HybridPACK Drive模块封装为例,优化设计了模块的驱动回路和DBC(direct bonded copper)布局,并引入了铜线键合技术,协同优化了模块的电热性能和可靠性。此外,采用响应面法优化了椭圆形Pin-Fin散热基板,提升了模块的散热性能。最后,分别制造了优化前、后的SiC功率模块样机作为对比,搭建了双脉冲和功率对拖实验平台,评估了2种方案的电热性能。实验结果显示,当芯片交错距离为芯片宽度的1/2时,所优化的功率模块可以在兼顾电性能的同时,实现更优异的热性能。
关键词
SIC
MOSFET
铜线互联
响应面法
DBC布局
Keywords
Silicon carbide metal-oxide-semiconductor field effect transistor(SiC MOSFET)
copper wire interconnection
response surface methodology
direct bonded copper(DBC)layout
分类号
TM46 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
集成JFET续流二极管的低开关损耗双沟槽SiC MOSFET
高升
章先锋
陈秋锐
陈伟中
张红升
《电子与信息学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
车用碳化硅功率模块的电热性能优化与评估
马荣耀
唐开锋
潘效飞
邵志峰
孙鹏
曾正
《电源学报》
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
已选择
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