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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于器件建模与仿真领域,尤其涉及一种sic mosfet spice行为模型建模方法。
技术介绍
1、碳化硅(sic)作为一种宽禁带半导体材料,具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率、高热导率等优点,可用于制备高压、大功率、高频、高温应用的新型功率半导体器件。随着sic功率mosfet在电力电子领域的广泛应用,其高精度的器件仿真模型在预测电路特性和优化设计中起着关键作用。借助仿真技术,可有效地评估器件的电学性能,从而减少实验周期和成本。由于硅(si)功率器件的仿真模型无法准确反映sic功率器件的特性,因此需要开发和优化适用于sic mosfet的spice仿真模型,尤其是高温条件下的高精度spice模型,为电路分析和设计提供科学依据。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种采用新型导通电阻建模方法的sic mosfet spice行为模型。根据实测数据,结合拟合工具以及spice仿真软件,提出了同时考虑温度和栅极电压对导通电阻影响的新型导通电阻模型,该模型可准确描述不同栅极电压下导通电阻随温度的变化规律,提高了sic mosfet spice行为模型的高温输出特性曲线的仿真精度。
2、本专利技术通过以下技术方案实现:
3、一种采用新型导通电阻建模方法的sic mosfet spice行为模型,其中的导通电阻建模方法包括:
4、步骤1、基于半导体参数分析仪对sic mosfet进行测试,获取器件在栅极电压为14v、16v、18v和20v下环境温
5、步骤2、提取导通电阻:根据步骤1实测的输出特性曲线,在器件漏源极电流ids=20a条件下,提取不同温度和栅极电压条件下的导通电阻,并绘制不同栅极电压下导通电阻随温度的变化曲线和在环境温度为25℃条件下导通电阻随栅极电压变化曲线;
6、步骤3、导通电阻建模:(1)根据不同栅极电压下导通电阻随温度的变化曲线,采用拟合公式rd(vgs,t)对实验数据进行拟合,获取拟合参数值a、b、c、d、e、f、g、m;(2)采用拟合公式r25(vgs),对环境温度为25℃条件下导通电阻随栅极电压变化曲线进行拟合,获取拟合参数值aa、bb、cc、dd;(3)建立导通电阻ron模型。
7、步骤4、sic mosfet spice行为模型构建,包括沟道电流模型ids,用来表征sicmosfet内核,阈值电压温度补偿模型etemp(t),栅漏电容cgd、栅源电容cgs、漏源电容cds、体二极管dbody、内部栅极电阻rg。
8、作为优选,所述导通电阻ron模型为:
9、ron=rd(vgs,t)-r25(vgs)
10、其中,
11、
12、r25(vgs)=(aa·vgs3+bb·vgs2+cc·vgs+dd),
13、其中a、b、c、d、e、f、g、m为rd(vgs,t)的拟合参数,aa、bb、cc、dd为r25(vgs)拟合参数,vgs为栅源极电压,t为环境温度。
14、本专利技术有益效果是:
15、本专利技术提出的一种采用新型导通电阻建模方法的sic mosfet spice行为模型,同时考虑到栅极电压和温度变化对导通电阻的影响,根据不同栅极电压下导通电阻随温度变化的曲线进行数据拟合和器件建模,区别于传统的导通电阻建模方法,该模型可准确描述不同栅极电压下导通电阻随温度的变化规律,提高了sic mosfet高温输出特性的仿真精度。基于本专利技术sic mosfet的spice行为模型仿真结果与实际测量的器件的输出特性曲线吻合良好,说明了该模型的准确性。
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1.一种采用新型导通电阻建模方法的SiC MOSFET SPICE行为模型,其特征在于,所述新型导通电阻建模方法包括:
2.根据权利要求1所述的SiC MOSFET SPICE行为模型,其特征在于,所述导通电阻建模方法的导通电阻模型Ron为:
3.根据权利要求2所述的SiC MOSFET SPICE行为模型,其特征在于,所述导通电阻模型Ron的拟合公式中RD(Vgs,T)为:
4.根据权利要求2所述的SiC MOSFET SPICE行为模型,其特征在于,所述导通电阻模型Ron的拟合公式中R25(Vgs)为:
【技术特征摘要】
1.一种采用新型导通电阻建模方法的sic mosfet spice行为模型,其特征在于,所述新型导通电阻建模方法包括:
2.根据权利要求1所述的sic mosfet spice行为模型,其特征在于,所述导通电阻建模方法的导通电阻模型ron为:
3.根...
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