集成低势垒二极管的1.2kV SiC MOSFET器件功耗OA
Power consumption of 1.2 kV SiC MOSFET with integrated Low-Barrier Diode
针对SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在功率模块续流过程中引起的高续流损耗问题,提出集成低势垒二极管的SiC MOSFET(LBD-MOS)结构.对LBD-MOS和传统的SiC MOSFET(CON-MOS)在相同面积下的总功耗进行研究,仿真结果表明,LBD-MOS的续流压降UF为1.6 V,比CON-MOS降低了50%;LBD-MOS的开关损耗Eswitch为187.3 μJ,比CON-MOS降低了6%;在工作频率为10 kHz,占空比为50%的工作条件下,LBD-MOS的总功耗比CON-MOS降低了22.6%.LBD-MOS适用于续流占比高于50%、开关频率不高于1 MHz的工作条件.
To address the issue of high freewheeling losses caused by SiC Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors(MOSFETs)during the freewheeling process in power modules,an integrated Low-Barrier Diode SiC MOSFET(LBD-MOS)structure is proposed.The total power consumption of LBD-MOS and the conventional SiC MOSFET(CON-MOS)under the same area is investigated.Simulation results show that the freewheeling voltage drop(UF)of LBD-MOS is 1.6 V,which is 50%lower than that of CON-MOS;the switching loss(E_switch)of LBD-MOS is 187.3 μJ,which is 6%lower than that of CON-MOS.Under operating conditions with a frequency of 10 kHz and a duty cycle of 50%,the total power consumption of LBD-MOS is reduced by 22.6%compared to that of CON-MOS.LBD-MOS is suitable for applications where the freewheeling ratio is higher than 50%and the switching frequency does not exceed 1 MHz.
孙佳萌;付浩;魏家行;刘斯扬;孙伟锋
东南大学 集成电路学院,江苏 南京 210096||东南大学 国家ASIC工程中心,江苏 南京 210096东南大学 集成电路学院,江苏 南京 210096||东南大学 国家ASIC工程中心,江苏 南京 210096东南大学 集成电路学院,江苏 南京 210096||东南大学 国家ASIC工程中心,江苏 南京 210096东南大学 集成电路学院,江苏 南京 210096||东南大学 国家ASIC工程中心,江苏 南京 210096东南大学 集成电路学院,江苏 南京 210096||东南大学 国家ASIC工程中心,江苏 南京 210096
电子信息工程
SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)集成低势垒二极管导通功耗续流功耗开关功耗反向恢复功耗
SiC Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor(MOSFET)integrated Low Barrier Diodeconduction powerfreewheeling powerswitching powerreverse recovery power
《太赫兹科学与电子信息学报》 2025 (4)
309-316,8
国家自然科学基金资助项目(62004037)
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