基于电致发光效应的非接触式碳化硅MOSFET结温在线检测方法研究

作者:冒俊杰; 高洪艺; 李成敏; 罗皓泽*; 李武华; 何湘宁
来源:中国电机工程学报, 2022, 42(03): 1092-1103.
DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.210556

摘要

碳化硅(silicon carbide,SiC)金属半导体场效应管(metal semiconductor field effect transistor,MOSFET)以其优异的材料特性成为一种很有前景的高功率密度和效率的器件,其工作结温是评估器件运行可靠性的关键指标。文中提出一种基于SiC MOSFET体二极管电致发光效应的非接触式的在线结温检测方法。首先从理论角度分析SiC MOSFET体二极管电致发光的原理,并对电致发光的光谱特性进行研究,分析和比较可用于结温测量的3种温敏光参数。其次通过检测具备负温度系数的发光峰光强,并辅以对SiC MOSFET体二极管导通电流的检测,实现了结温的动态提取,检测分辨率达3.1mV/℃。并且在Buck电路中验证该方法的可行性,检测误差在±3℃以内。该方法基于SiC MOSFET体二极管的电致发光检测,具备固有电气隔离的特点,特别适用于高压应用场合下SiC MOSFET的非接触式结温检测。

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