sic mosfet开关特性与驱动电路设计

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1、第50卷第6期电力电子技术Vo1．50．No．62016年6月PowerElectronicsJune2016SiCMOSFET开关特性及驱动电路的设计刘仿．肖岚(江苏省新能源发电与电能变换重点实验室，南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要：与硅(Si)功率器件相比，碳化硅(SiC)功率器件的掺杂浓度更高，禁带更宽，在高电压下导通阻抗更小，因此应用于大功率场合可以提高开关频率。减小变换器体积重量。根据SiCMOSFET的开关特性，设计了一种SiCMOSFET的驱动电路。采用双脉冲电路对其开关时间、开关损耗等进行了实验测量，分析了不同阻值驱动电阻对SiCMOSFE

2、T模块开关时间和开关损耗的影响。关键词：晶体管；碳化硅；开关特性；驱动电路中图分类号：TMN32文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)06—0101—04SwitchingCharacteristicsofSiCMoSFETandDesignofDrivingCircuitUUFang．XIA0Lan(Jio~uKeyLaboratoryofNewEnergyGenerationandPowerConversion，舭叫UnwenieofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Comp

3、aredtoSilicon(Si)devices，SiliconCarbide(SiC)devicesfeatureshigherdoppingdensity，widerbandgap．ThesepropertiesmakeSiChi【shperformancedevicewithhigherbreakdownvoltageandloweronresistivity，whichissuitableforincreasingswitchingfrequencyinhishpowerapplications，inordertominimumconvertervolumes

4、．Adriv-ercircuitanddouble-pulsecircuitforSiCMOSFETaccordingtoSiCMOSFETisdesigned，thenbasedonthissetupmeasuredswitchingtime，switchinglossandfurtherinvestigatedontheinfluenceofdiferentdnverresistancetoswitchingtimeandswitchingloss．Keywords：transistor；SiC；swishingcharacteristic；drivingcirc

5、uitFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51377082)；TechnologyInnova—tionTeamProjectofJangsuQingLanProject(No．QL201403)1引言近几年．各公司均推出了商业化生产的SiCMOSFET．很多学者对SiC器件的应用做了大量研SiC作为新型半导体材料，具有非常优越的材究．其驱动电路的设计和开关特性的研究成为热料特性，其禁带宽度约为si的3倍，因此SiC器点。文献[3—4]提出了在驱动电路外接三极管

6、的方件可提供比Si器件更高的耐压(10—100倍)[1-21。法和在输出端增加了两个开关管和一个二极管的与相同功率等级的SiIGBT相比．SiCMOSFET寄方法，但均存在不足。在此针对1．2kV／120A的生电容更小，不存在电流拖尾，可提供更高的开关SiCMOSFET模块进行了分析。研究了SiC频率(10～100倍)和更高的系统效率(损耗降低MOSFET的驱动特性．设计了满足驱动要求的驱50％以上)。因此SiC电力电子器件不仅适合高端动电路，并且设计了双脉冲实验对SiCMOSFET产品应用，且在节约能源方面具有巨大潜力。目前的开关时间、开关损耗等动态特性参数进行了实

7、SiCMOSFET电子迁移率问题基本解决．开启电压验测量。分析不同驱动电阻对SiCMOSFET开关的稳定性和高温工作的可靠性也得到提高，预计特性的影响。在今后5～10年后。SiCMOSFET氧化层技术将得到进一步改善，将成为SiC电力电子的主流器件。2驱动电路设计SiCMOSFET对驱动要求较高．主要体现在驱基金项目：国家自然科学基金(51377082)；江苏省“青蓝工动电压和驱动速度上。一般si器件的驱动电压范程”(QL201403)围为一20～2OV。开启电压在2～5V。SiIGBT功率定稿日期：2015一l1—04器件的驱动高低电平采用15V／