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摘要
建立碳化硅(silicon carbide,SiC)金属–氧化物–半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor, MOSFET)的通用模拟电路仿真器(simulation program with integrated circuit emphasis,SPICE)模型。模型采用三段电流表达式分别描述SiC MOSFET工作在截止区、线性区和饱和区,引入SiCMOSFET的漏极和源极之间的泄漏电流及栅极氧化层的泄漏电流,并采用包含SiC/Si O2界面电荷的迁移率模型描述沟道载流子在不同温度范围内的行为表现,建立电–热网络模型模拟SiC MOSFET在开关状态和高电应力下的自热效应。开关电路和短路实验验证了所建立的SiC MOSFET的SPICE模型的准确性。应用所建立的SPICE模型讨论不同密度的SiC/SiO2界面电荷对SiC MOSFET的开关特性及短路失效的影响。结果表明,高密度的界面电荷一方面能够延迟SiCMOSFET的导通并增加通态电阻,导致SiCMOSFET的开关损耗增加,另一方面能够降低SiCMOSFET在短路环境下的饱和电流,并延迟SiC MOSFET的失效。
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