基于开关能量均衡的并联碳化硅MOSFET芯片筛选

作     者：孙鹏 赵志斌 蔡雨萌 余秋萍 柯俊吉 崔翔 杨霏 李金元 SUN Peng;ZHAO Zhibin;CAI Yumeng;YU Qiuping;KE Junji;CUI Xiang;YANG Fei;LI Jinyuan

作者机构：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京市昌平区102206 国家电网全球能源互联网研究院有限公司北京市昌平区102211 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2019年第39卷第19期

页      面：5613-5623页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB0905703)~~ 

主　　题：碳化硅MOSFET 芯片筛选 并联 开关能量 

摘      要：由于碳化硅MOSFET芯片生产制造工艺尚不够成熟,导致芯片参数分散性很大,使其在并联应用时的开关能量产生很大的差异。特别是在高频应用中,开关能量的不均衡将造成芯片发热分布不均衡,并严重影响碳化硅MOSFET模块的可靠性。该文测试获得30个单芯片碳化硅MOSFET器件参数的分散性,建立单芯片碳化硅MOSFET器件并联动态特性测试实验平台和单芯片碳化硅MOSFET器件并联的等效电路计算模型。分别通过改变并联器件的转移特性曲线、导通电阻、栅极内阻和极间电容的差异数值,获取并联器件开关能量和开通瞬态峰值电流的不均衡度。在此基础上,提出基于开关能量均衡的并联碳化硅MOSFET芯片的筛选策略,并通过实验对计算模型芯片筛选策略进行验证。计算结果和实验结果均表明,以瞬态电流均衡为目标的并联碳化硅MOSFET芯片筛选策略,并不能够可靠地保证并联芯片开关能量的均衡,在该文所提筛选策略基础上,可以利用芯片参数对开关能量的补偿效应,实现并联碳化硅MOSFET芯片开关能量的均衡。