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SiC超结功率MOSFET的研究进展 认领 引用
1
作者 孔谋夫 马浩 +3 位作者 方景浩 艾昭宇 冯琪智 杨明亮 《微电子学》 CAS 北大核心 2026年第2期297-319,共23页
碳化硅(SiC)超结金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor FieldEffect Transistor, MOSFET)凭借其卓越的电气性能,已成为下一代功率电子器件的研究热点。本文对SiC超结MOSFET的最新研究进展进行了全面而系统地综述,首... 碳化硅(SiC)超结金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor FieldEffect Transistor, MOSFET)凭借其卓越的电气性能,已成为下一代功率电子器件的研究热点。本文对SiC超结MOSFET的最新研究进展进行了全面而系统地综述,首先概述了SiC材料的特性优势以及当前SiC MOSFET的发展概况,介绍了超结结构的基本原理及其在突破传统导通电阻与击穿电压之间折中关系方面的作用。随后,详细阐述了SiC超结器件的关键制备工艺,包括多步外延与离子注入、深槽刻蚀与外延回填以及沟槽刻蚀与侧壁注入等技术。进一步,系统评述了针对静态与动态性能优化、可靠性提升以及异质结新结构等方向的新型器件结构。此外,也对SiC超结器件的耐压终端技术进行了探讨。最后,总结并展望了SiC超结MOSFET的性能优势与发展前景。 展开更多
关键词 SiC 功率MOSFET 超结MOSFET 耐压终端 比导通电阻
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基于漏源电压脉冲检测的SiC MOSFET短路检测电路 认领 引用
2
作者 周野 薛征宇 +1 位作者 鲜亮 庹玉龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第10期3314-3326,共13页
作为新兴宽禁带半导体器件,SiC MOSFET广泛应用于电力电子变流器中。而快速且准确的短路检测是确保SiC MOSFET安全稳定运行的必要条件。首先,该文分析了在硬开关故障与负载短路故障时SiC MOSFET瞬态特性变化,在此基础上,提出一种基于漏... 作为新兴宽禁带半导体器件,SiC MOSFET广泛应用于电力电子变流器中。而快速且准确的短路检测是确保SiC MOSFET安全稳定运行的必要条件。首先,该文分析了在硬开关故障与负载短路故障时SiC MOSFET瞬态特性变化,在此基础上,提出一种基于漏源电压脉冲检测的SiC MOSFET短路检测电路。然后,通过检测SiC MOSFET开通瞬态过程中漏源电压负向脉冲实现硬开关故障报警;通过监测静态导通过程中漏源电压正向脉冲实现负载短路故障报警。最后,在给出检测电路设计方法与其器件选型方法的基础上,制作样机并搭建实验平台,对应用该检测电路的不同规格SiC MOSFET在发生硬开关故障、负载短路故障及直通短路故障时的短路检测性能进行测试。结果表明,针对具有不同开关特性的SiC MOSFET,所提检测电路具有检测时间可调、检测速度快的优点,且其参数整定简便、设计难度低,适用于多种电流规格与封装的SiC MOSFET。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 短路检测 漏源电压 脉冲监测
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SiC MOSFET单粒子栅穿机理分析与加固设计研究 认领 引用
3
作者 张腾 孙西龙 +4 位作者 张跃 魏则鲁 张阳 刘傲 柏松 《固体电子学研究与进展》 CAS 2026年第2期51-56,共6页
单粒子栅穿(Single-event gate rupture,SEGR)是制约SiC功率金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-ox‑ide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)宇航应用的关键可靠性问题。基于TCAD仿真研究了平面栅SiC MOSFET的SEGR效应及其... 单粒子栅穿(Single-event gate rupture,SEGR)是制约SiC功率金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-ox‑ide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)宇航应用的关键可靠性问题。基于TCAD仿真研究了平面栅SiC MOSFET的SEGR效应及其加固方法。通过分析JFET区宽度与掺杂对电场和导通电阻的影响,揭示了窄JFET结构通过改变瞬态电流路径提升抗SEGR能力的机理。对比表明,分裂栅与P+屏蔽结构均可抑制瞬态电场,其中分裂栅在维持低导通电阻方面更具优势。单粒子试验证实分裂栅器件的SEGR失效阈值电压超过200 V(线性能量传输37.9 MeV·cm2/mg),显著优于常规结构。本研究为高可靠SiC功率器件的抗单粒子栅穿加固设计提供了参考。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 单粒子栅穿 单粒子加固 分裂栅 P+屏蔽 计算机辅助设计
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高速开关下SiC MOSFETs阈值电压漂移 认领 引用
4
作者 吴彬兵 冉立 +1 位作者 丰昊 林泓宇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期716-731,共16页
SiC MOSFETs作为宽禁带半导体在实际应用中可实现高速高温运行。然而,SiC/SiO2表面陷阱所引发的阈值电压漂移是阻碍SiC MOSFETs高效使用的重要可靠性问题。开通过程所导致的阈值电压漂移机理已被报道,但在高速开关应力下尤其是关断... SiC MOSFETs作为宽禁带半导体在实际应用中可实现高速高温运行。然而,SiC/SiO2表面陷阱所引发的阈值电压漂移是阻碍SiC MOSFETs高效使用的重要可靠性问题。开通过程所导致的阈值电压漂移机理已被报道,但在高速开关应力下尤其是关断过程对阈值电压漂移的物理解释鲜有研究。首先,提出一种驱动电流可调的老化方法满足了高速开关运行和结构简单的硬件需要。据此,探究了高速开关应力下SiC MOSFETs阈值电压漂移规律尤其是关断过程对其的影响。在不同开关速度下,关断过程对阈值电压漂移的影响呈现出一种双重效应,即存在正面影响也存在负面影响,并且这种影响与器件温度存在强耦合关系。接着,基于隧穿理论建立了相应物理解释模型并进行了实验验证。该研究不仅可作为一种机理去解释上述漂移规律,而且可为高速开关应用中的SiC MOSFETs阈值电压漂移抑制提供方法指导。 展开更多
关键词 SiC MOSFETs 高速开关 阈值电压漂移 关断过程 温度影响
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一种基于米勒钳位的SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路 认领 引用
5
作者 刘飞 杨旭 阮新波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第10期3437-3447,共11页
SiC MOSFET因具有开关速度快、耐压高、热导率高等优点而得到广泛应用。然而,其高速切换特性也给驱动带来了串扰问题,严重影响了系统的可靠性。因此,该文提出一种基于米勒钳位的SiC MOSFET驱动电路,可有效抑制桥臂串扰电压。首先,分析... SiC MOSFET因具有开关速度快、耐压高、热导率高等优点而得到广泛应用。然而,其高速切换特性也给驱动带来了串扰问题,严重影响了系统的可靠性。因此,该文提出一种基于米勒钳位的SiC MOSFET驱动电路,可有效抑制桥臂串扰电压。首先,分析桥臂串扰的形成原因,从寄生参数和工作模式两个方面,揭示了桥臂串扰的影响因素;其次,提出一种基于米勒钳位的新型桥臂串扰抑制驱动电路,并分析其工作原理;在此基础上,提出驱动电路的参数设计准则;最后,对所提驱动电路进行实验验证,实验结果证明了所提驱动电路对串扰抑制的有效性。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 米勒钳位 驱动电路 桥臂串扰
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Structural Influence on Radiation-induced Single-event Effects in SiC MOSFETs:Comparative Analysis of Planar and Trench Designs 认领 引用
6
作者 HU Libin FENG Shaohui +7 位作者 SUI Chenglong WANG Chengjie CHEN Miao LU Peng YANG Can SHU Lei LU Jiang LI Bo 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期745-751,共7页
The single-event susceptibility of three silicon carbide(SiC)metal-oxide-semiconductor field-effect transistor(MOSFET)power devices structures(planar,trench and double trench)is researched by the technology computer-a... The single-event susceptibility of three silicon carbide(SiC)metal-oxide-semiconductor field-effect transistor(MOSFET)power devices structures(planar,trench and double trench)is researched by the technology computer-aided design(TCAD)simulation.Comparative analysis of the heavy-ion irradiation effects on three device structures reveals distinct susceptibility characteristics.The gate oxide region is identified as the most sensitive position in planar devices,while trench and doubletrench structures exhibit no localized sensitive regions.Furthermore,the single-event susceptibility demonstrates strong depth dependence across all three structures,with enhanced vulnerability observed at greater ion penetration depths. 展开更多
关键词 SiC MOSFET single-event susceptibility different structures TCAD simulation
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影响SiC MOSFET电离总剂量效应的关键因素研究 认领 引用
7
作者 梁晓雯 张腾 +4 位作者 张丹 冯婕 郭旗 文林 李豫东 《固体电子学研究与进展》 CAS 2026年第2期45-50,共6页
SiC MOSFET由于栅氧化层较厚,在空间辐射环境中对电离总剂量效应敏感。测量辐照前后器件的阈值电压(VTH)变化是评估其抗总剂量特性的重要手段。本文通过开展不同阈值电压测试方法的比较,分析认为由下扫I-V曲线提取器件阈值电压更为... SiC MOSFET由于栅氧化层较厚,在空间辐射环境中对电离总剂量效应敏感。测量辐照前后器件的阈值电压(VTH)变化是评估其抗总剂量特性的重要手段。本文通过开展不同阈值电压测试方法的比较,分析认为由下扫I-V曲线提取器件阈值电压更为准确。基于该阈值电压提取方法,对比分析了辐照偏置、辐照温度、辐照剂量率对器件总剂量特性的影响规律。分析认为栅极偏置可加剧电子-空穴对的分离并减弱其复合过程,导致高密度的氧化物陷阱电荷积累;高温辐照可加剧空穴输运及热发射退火过程,导致陷阱电荷积累减少;同时,SiC MOS‑FET几乎不存在剂量率效应,认为器件界面处Si―H键密度较低,低剂量率辐照不会加剧H释放过程。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 电离总剂量效应 阈值电压提取方法 辐照条件 剂量率
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A low-thermal-budget MOSFET-based reservoir computing for temporal data classification 认领 引用
8
作者 Yanqing Li Feixiong Wang +5 位作者 Heyi Huang Yadong Zhang Xiangpeng Liang Shuang Liu Jianshi Tang Huaxiang Yin 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2026年第1期42-48,共7页
Neuromorphic devices have garnered significant attention as potential building blocks for energy-efficient hardware systems owing to their capacity to emulate the computational efficiency of the brain.In this regard,r... Neuromorphic devices have garnered significant attention as potential building blocks for energy-efficient hardware systems owing to their capacity to emulate the computational efficiency of the brain.In this regard,reservoir computing(RC)framework,which leverages straightforward training methods and efficient temporal signal processing,has emerged as a promising scheme.While various physical reservoir devices,including ferroelectric,optoelectronic,and memristor-based systems,have been demonstrated,many still face challenges related to compatibility with mainstream complementary metal oxide semiconductor(CMOS)integration processes.This study introduced a silicon-based schottky barrier metal-oxide-semiconductor field effect transistor(SB-MOSFET),which was fabricated under low thermal budget and compatible with back-end-of-line(BEOL).The device demonstrated short-term memory characteristics,facilitated by the modulation of schottky barriers and charge trapping.Utilizing these characteristics,a RC system for temporal data processing was constructed,and its performance was validated in a 5×4 digital classification task,achieving an accuracy exceeding 98%after 50 training epochs.Furthermore,the system successfully processed temporal signal in waveform classification and prediction tasks using time-division multiplexing.Overall,the SB-MOSFET's high compatibility with CMOS technology provides substantial advantages for large-scale integration,enabling the development of energy-efficient reservoir computing hardware. 展开更多
关键词 schottky barrier MOSFET back-end-of-line integration reservoir computing
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Heavy-ions-induced failure mechanisms and structural damage in SiC MOSFETs under complex irradiation conditions 认领 引用
9
作者 Yiping Xiao Chaoming Liu +4 位作者 Jiaming Zhou Le Gao Mingzheng Wang Tianqi Wang and Mingxue Huo 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第1期599-606,共8页
The failure mechanisms and structural damage of SiC MOSFETs induced by heavy ion irradiation were demonstrated.The findings reveal three degradation modes,depending on the drain voltage.At a relatively low voltage,the... The failure mechanisms and structural damage of SiC MOSFETs induced by heavy ion irradiation were demonstrated.The findings reveal three degradation modes,depending on the drain voltage.At a relatively low voltage,the damage is triggered by the formation and activation of gate latent damage(LDs),with damage concentrated in the gate oxide.The second degradation mode involves permanent leakage current degradation,with damage progressively transitioning from the oxide to the SiC material as the drain voltage escalates.Ultimately,the device undergoes catastrophic burnout above certain voltages,characterized by the lattice temperature reaching the sublimation point of SiC,resulting in surface cavity and complete structural destruction.This paper presents a comprehensive investigation of SiC MOSFETs under heavy ion exposure,providing radiation resistance methods of SiC-based devices for aerospace applications. 展开更多
关键词 heavy ion irradiation silicon carbide(SiC)MOSFETs structural damage failure mechanism
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SHAP可信阈值决策驱动的MOSFET剩余寿命预测研究 认领 引用
10
作者 刘金凤 吴秋雪 HERBERT Ho-Ching Iu 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第6期2722-2732,共11页
针对功率MOSFET传统固定阈值预警法与物理失效机理脱节的问题,该文提出一种融合可解释人工智能(XAI)的寿命预测框架。首先,设计一种自适应双阈值划分策略,融合K-means聚类与近端策略优化(PPO)算法;该策略以聚类获得的初始解为搜索起点,... 针对功率MOSFET传统固定阈值预警法与物理失效机理脱节的问题,该文提出一种融合可解释人工智能(XAI)的寿命预测框架。首先,设计一种自适应双阈值划分策略,融合K-means聚类与近端策略优化(PPO)算法;该策略以聚类获得的初始解为搜索起点,构建兼顾区间比例、状态转移灵敏度激励及阈值间距惩罚的多目标奖励函数,引导智能体优化阈值,实现退化阶段的精准划分。其次,为增强对黑盒决策过程的理解,引入SHAP可解释性分析,从特征与机理关联层面验证阈值决策的合理性。分析表明,低阈值由健康期稳态特征主导,满足安全基线要求;高阈值则由后期加速退化动力学特征主导,精准定位临界点,该分析证实了阈值决策的可信性与透明性。在此基础上,当退化数据超越可信低阈值时触发预警机制,并采用结合残差连接的堆叠门控循环单元(R-SGRU)进行剩余寿命预测。在NASA数据集上的实验表明,该模型预测性能显著优于长短期记忆网络(LSTM)和时间卷积网络(TCN)等多种模型,测试集MSE低于0.0015,R2高于0.98。该研究不仅为MOSFET早期预警提供了精确可靠的决策支持,更通过可解释技术建立了数据特征与物理机理的关联,推动了人工智能在器件预测领域向可信、可靠方向发展。 展开更多
关键词 功率MOSFET 近端策略优化 剩余寿命预测 SHAP可解释性 残差连接的堆叠门控循环单元
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高压大功率SiC MOSFET短路故障快速保护方法 认领 引用
11
作者 李汉杰 黄樟坚 +3 位作者 汪涛 张茂强 虞晓阳 童庆 《电工技术》 2026年第11期15-23,共9页
碳化硅(SiC)MOSFET短路耐受能力弱,因此对短路检测的快速性、可靠性提出了更高要求。现有SiC MOSFET短路检测主要基于单一电气量,且大多围绕低压小功率器件。随着电压和功率等级的提升,器件特性有所差异,直接套用以往设计难以实现高压... 碳化硅(SiC)MOSFET短路耐受能力弱,因此对短路检测的快速性、可靠性提出了更高要求。现有SiC MOSFET短路检测主要基于单一电气量,且大多围绕低压小功率器件。随着电压和功率等级的提升,器件特性有所差异,直接套用以往设计难以实现高压大功率SiC MOSFET的可靠、快速保护。首先,探讨了几种常用的短路检测方法;其次,基于高压大功率SiC MOSFET器件特性,对比分析了不同短路检测方法的适用性,提出一种多电气量检测的先启动后加速式短路故障保护方法;最后,搭建了实验平台验证所提方法的可行性。结果表明,所提短路保护方法既实现了硬开关短路故障(HSF)和负载短路故障(FUL)的可靠识别,又兼顾了保护动作的快速性。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 高压大功率 短路保护 多电气量 启动
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基于全SiC MOSFET器件的地铁车辆牵引变流器设计及应用 认领 引用
12
作者 万伟伟 曾文杰 +3 位作者 文奇豪 罗谦 周磊 唐邕浦 《电力机车与城轨车辆》 2026年第1期10-17,共8页
基于某地铁车辆全SiC MOSFET器件牵引变流器的研制及应用工作,文章对比分析了SiC材料及器件性能,结合变流器应用要求及散热条件,阐述了开关频率、支撑电容器、热管理和电磁兼容等环节的设计,并针对SiC器件应用对控制策略、牵引电机及牵... 基于某地铁车辆全SiC MOSFET器件牵引变流器的研制及应用工作,文章对比分析了SiC材料及器件性能,结合变流器应用要求及散热条件,阐述了开关频率、支撑电容器、热管理和电磁兼容等环节的设计,并针对SiC器件应用对控制策略、牵引电机及牵引系统的影响进行了分析和试验对比。结果表明,相较于传统Si IGBT牵引变流器,全SiC MOSFET牵引变流器的应用可提升系统节能效果,提高地铁车辆的运行可靠性和乘坐舒适性,完全满足实际应用需求。 展开更多
关键词 全SiC MOSFET器件 牵引变流器 电磁兼容 噪声
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基于MOSFET电容器的直流电压非接触测量方法研究 认领 引用
13
作者 刘国福 梁建军 《仪表技术》 2026年第2期70-74,共5页
为解决接触式电压测量对原电路的侵入性与安全性问题,基于MOSFET电容器的电容-电压特性,提出了一种非接触式直流电压测量方法。该方法通过电场耦合感应待测电压,并采用正弦信号激励与相关测量技术实现MOSFET电容的精确测量。利用LTspic... 为解决接触式电压测量对原电路的侵入性与安全性问题,基于MOSFET电容器的电容-电压特性,提出了一种非接触式直流电压测量方法。该方法通过电场耦合感应待测电压,并采用正弦信号激励与相关测量技术实现MOSFET电容的精确测量。利用LTspice软件对所设计的测量电路进行仿真,并搭建了实验系统进行验证。结果表明:该测量系统可以实现非接触式的直流电压测量,在-20~20 V测试范围内,最大相对误差小于2.50%。 展开更多
关键词 直流电压 非接触测量 MOSFET电容器 电场耦合
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基于SiC MOSFET的新能源汽车电机控制器散热与效率优化 认领 引用 被引量：1
14
作者 豆飞娟 李银霞 白惠珍 《专用汽车》 2026年第1期25-27,49,共3页
通过理论分析与实验验证相结合的方法,针对硅基器件热管理瓶颈,利用SiC MOSFET的高温与高频特性,优化散热设计以实现控制器效率整体提升。建立控制器热阻模型、设计高效液冷散热系统并探究结温对导通损耗的影响机制,解决新能源汽车电机... 通过理论分析与实验验证相结合的方法,针对硅基器件热管理瓶颈,利用SiC MOSFET的高温与高频特性,优化散热设计以实现控制器效率整体提升。建立控制器热阻模型、设计高效液冷散热系统并探究结温对导通损耗的影响机制,解决新能源汽车电机控制器的高效散热问题。通过优化散热方案,显著降低了器件工作温度,既保障了可靠性,又降低了导通电阻,进一步提升了系统效率,尤其在高负载工况下效果显著。实验结果表明,散热与效率优化存在协同效应,为新能源汽车电驱系统的高性能设计提供了实践依据。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 电机控制器 散热设计 效率优化 液冷系统
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基于SiC MOSFET并联的全桥双极性脉冲电流源研究 认领 引用
15
作者 施添炜 岳晓明 +2 位作者 姜松 李孜 王永刚 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2026年第4期131-140,共10页
为满足高功率脉冲应用对大电流双极性输出及灵活调控的需求,本文提出并实现了一种基于SiC MOSFET并联全桥拓扑的紧凑集成式双极性脉冲电源系统。该系统在单板上集成主功率级、隔离驱动、辅助电源与控制保护模块,兼具高功率密度与良好扩... 为满足高功率脉冲应用对大电流双极性输出及灵活调控的需求,本文提出并实现了一种基于SiC MOSFET并联全桥拓扑的紧凑集成式双极性脉冲电源系统。该系统在单板上集成主功率级、隔离驱动、辅助电源与控制保护模块,兼具高功率密度与良好扩展性。实验结果表明:在50~300 V母线电压下,输出峰值电流与母线电压保持高度线性相关,脉宽调节实现了峰值电流的连续可控,最大增幅达37%。系统可稳定输出高达±300 A的双极性脉冲电流,充分验证了大电流输出与紧凑设计的兼容性。此外,在500 ns脉宽下四管并联的均流不均匀系数为12.87%,验证了协同驱动与独立栅极电阻设计的有效性。研究结果表明,该紧凑集成方案在大电流双极性脉冲输出与参数可调性之间实现了兼顾,为中压条件下高功率脉冲源的小型化与工程化提供了实验依据和设计参考。 展开更多
关键词 双极性脉冲电流源 SiC MOSFET并联 全桥拓扑 协同驱动 大电流脉冲输出
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一种沟槽底部周期性接地的2400 V 4H-SiC沟槽MOSFET器件设计与制备 认领 引用
16
作者 成志杰 袁俊 +2 位作者 吴阳阳 陈伟 丁琪超 《固体电子学研究与进展》 CAS 2026年第2期1-5,共5页
为满足光伏发电和轨道交通及工业驱动等中高压应用对高效、高功率密度功率器件的需求,针对2400 V4H-SiC沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)器件展开研究,设计并制备了一种沟... 为满足光伏发电和轨道交通及工业驱动等中高压应用对高效、高功率密度功率器件的需求,针对2400 V4H-SiC沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)器件展开研究,设计并制备了一种沟槽底部周期性接地的新型2400 V 4H-SiC沟槽MOSFET。通过优化后采用厚度20μm、掺杂浓度4.0×1015 cm-3作为2400 V电压等级器件的漂移区设计。详细阐述了完整的制备工艺流程,并展示了两种关键的元胞截面设计:截面A用于保证器件正常导通,而截面B则确保了沟槽底部P型屏蔽区的可靠接地;同时,还设计了配套的终端结构来保证器件达到理想的阻断能力。测试结果表明,所制备的器件表现出优异的综合电学特性:栅极漏电流低至20~30 nA,击穿电压超过2500 V,阈值电压稳定在3.3 V以上,封装后的器件实现了4.55 mΩ·cm2的极低比导通电阻。该结果充分验证了所提出器件结构与制备工艺的有效性,表明其在下一代中高压功率电子系统中具有巨大的应用潜力。 展开更多
关键词 4H-SiC 沟槽MOSFET 击穿电压 阈值电压 比导通电阻
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高温栅压应力对SiC MOSFET电学特性的影响 认领 引用
17
作者 党宁 华文渊 +4 位作者 胡晴 李杨 王霄 敖金平 闫大为 《微电子学》 CAS 北大核心 2026年第2期332-337,共6页
文章分别采用高温栅极正偏应力和高温栅极反偏应力对SiC MOSFET进行栅极退化实验,并研究了退化后器件的电学特性。实验结果表明:随着正向栅压应力的时间延长和温度升高,器件的开启电压与导通电阻均呈现明显增长;相反,反向栅压应力对器... 文章分别采用高温栅极正偏应力和高温栅极反偏应力对SiC MOSFET进行栅极退化实验,并研究了退化后器件的电学特性。实验结果表明:随着正向栅压应力的时间延长和温度升高,器件的开启电压与导通电阻均呈现明显增长;相反,反向栅压应力对器件的输出特性与转移特性影响较弱,未引起显著变化。在电容特性方面,正向栅压应力使n沟道对应的电容-电压曲线向正电压方向偏移,而反向栅压应力则使其向负电压方向偏移。基于上述现象,提出以下机制:在高栅压条件下,Fowler-Nordheim隧穿电流起主导作用;而在低栅压条件下,则以电子-空穴复合电流为主。进一步认为,正向栅压应力会在氧化层中引入浅能级施主态,这些态易俘获导带电子而表现出负电性;反向栅压应力则引入浅能级受主态,易俘获价带空穴而表现为正电性。最后指出,氧空位与硅空位缺陷很可能是造成这类浅能级施主态与受主态的主要原因。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 高温栅极偏压应力 缺陷态 氧空位
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火炮伺服驱动器SiC MOSFET损耗建模及分析 认领 引用
18
作者 梁炳炎 马捷 +3 位作者 周鑫 张高生 唐杰 肖文山 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期172-181,共10页
火炮伺服驱动器是实现火炮高精度瞄准的关键组成部分,其效能直接影响火炮的射击精度。在驱动器电能变换过程中,功率器件损耗不仅影响系统效率,还会导致系统发热,从而影响驱动器热设计和工作可靠性。针对火炮伺服变负载应用背景,根据SiC ... 火炮伺服驱动器是实现火炮高精度瞄准的关键组成部分,其效能直接影响火炮的射击精度。在驱动器电能变换过程中,功率器件损耗不仅影响系统效率,还会导致系统发热,从而影响驱动器热设计和工作可靠性。针对火炮伺服变负载应用背景,根据SiC MOSFET双向导通特性,对火炮驱动器的功率损耗进行了定量分析。基于火炮伺服工况、永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)数学模型,研究了火炮伺服负载特性;根据空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略、SiC MOSFET器件损耗模型,建立了动态负载工况下伺服驱动器损耗理论模型;在此基础上,研究了火炮角度调转和正弦运动控制2种典型伺服工况下的驱动器功率损耗特性,并搭建了火炮伺服系统仿真模型,对动态负载工况驱动器功率损耗特性进行了试验验证。 展开更多
关键词 火炮伺服工况 伺服驱动器 SiC MOSFET 变负载 功率损耗
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基于自适应浮空栅控制的双向导通沟槽型SiC MOSFET 认领 引用
19
作者 邱兆丰 李旭 +1 位作者 刘东 胡夏融 《固体电子学研究与进展》 CAS 2026年第2期6-12,共7页
针对碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(Silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,SiC MOSFET)在第三象限导通下的体二极管高损耗和双极退化问题,提出了一种基于自适应浮空栅控制的双向导通沟槽型SiC MOSF... 针对碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(Silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,SiC MOSFET)在第三象限导通下的体二极管高损耗和双极退化问题,提出了一种基于自适应浮空栅控制的双向导通沟槽型SiC MOSFET(Self-adjusted floating-gate controlled bidirectional conducting trench SiC MOSFET,SFBMOS)。相较于传统的非对称沟槽SiC MOSFET(Conventional asymmetric trench SiC MOSFET,CMOS),SFB-MOS在P阱区嵌入自适应电位控制的浮空栅MOS沟道作为第三象限低势垒导通路径,使得其反向导通电压降低了28.1%,抑制了体二极管开启,降低了器件双极退化风险。新结构避免了N型漂移区的少数载流子注入,使得反向恢复电荷减少了79.7%。同时浮空栅沟道也可在第一象限与原有沟道同步开启,提供额外电流导通路径,使得SFB-MOS的比导通电阻比C-MOS的降低了19.3%,并且嵌入浮空栅沟道后优化了栅极结构,降低了器件寄生电容,使关断损耗降低了16%。 展开更多
关键词 沟槽型SiC MOSFET 浮空栅极 第三象限导通 体二极管 比导通电阻
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SiC MOSFET动态栅极应力高精度测量技术 认领 引用
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作者 张浩涵 邓二平 +4 位作者 吴立信 徐胜前 华文博 曾光 丁立健 《半导体技术》 CAS 北大核心 2026年第6期610-619,共10页
针对现有SiC功率器件动态栅极应力(DGS)测试设备驱动能力不足、振荡严重及测量盲区大等问题,研制了一款支持高栅源电压上升速率(dVGS/dt)动态应力加载与微秒级无盲区测量技术的多通道SiC MOSFET自动化测试设备。该设备采用磁通抵消... 针对现有SiC功率器件动态栅极应力(DGS)测试设备驱动能力不足、振荡严重及测量盲区大等问题,研制了一款支持高栅源电压上升速率(dVGS/dt)动态应力加载与微秒级无盲区测量技术的多通道SiC MOSFET自动化测试设备。该设备采用磁通抵消紧耦合驱动回路设计(寄生电感低至2.6 nH)、18 A大电流低阻抗驱动芯片及固态电子开关矩阵测量技术(切换延迟为700μs),实现了高频应力加载与瞬态参数精准捕捉。实验结果表明,该设备的dVGS/dt约达1.14 Vs,电压过冲小于0.5 V,可实现微秒级延迟的阈值电压漂移测量,并在1011次循环测试中保持多通道高度一致。本成果为SiC器件提供了符合AQG 324:2025标准的高精度测试平台。 展开更多
关键词 动态栅极应力 SiC MOSFET 大电流驱动 磁通抵消 固态开关矩阵
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