碳化硅功率器件:特性、测试和应用技术

电力电子新技术系列图书序言

序

前言

第1章功率半导体器件基础1

1.1Si功率器件1

1.1.1Si功率二极管1

1.1.2Si功率MOSFET5

1.1.3Si IGBT9

1.2SiC功率器件12

1.2.1SiC半导体材料特性12

1.2.2SiC功率器件发展现状15

参考文献25

延伸阅读26

第2章SiC MOSFET参数的解读、测试及应用29

2.1*大值29

2.1.1击穿电压29

2.1.2热阻抗31

2.1.3*大耗散功率和*大漏极电流32

2.1.4安全工作域33

2.2静态特性35

2.2.1传递特性和阈值电压35

2.2.2输出特性和导通电阻35

2.2.3体二极管和第三象限导通特性38

2.3动态特性39

2.3.1结电容39

2.3.2开关特性40

2.3.3栅电荷47

2.4参数测试48

2.4.1I-V特性测试48

2.4.2结电容测试50

2.4.3栅电荷测试53

2.4.4测试设备53

2.5FOM值55

2.6器件建模与仿真58

2.7器件损耗计算63

2.7.1损耗计算方法63

2.7.2仿真软件66

参考文献68

延伸阅读70

第3章双脉冲测试技术75

3.1功率变换器换流模式75

3.2双脉冲测试基础79

3.2.1双脉冲测试原理79

3.2.2双脉冲测试参数设定82

3.2.3双脉冲测试平台85

3.3测量挑战90

3.3.1示波器90

3.3.2电压探头104

3.3.3电流传感器115

3.3.4时间偏移118

3.3.5寄生参数121

3.4双脉冲测试设备126

参考文献130

延伸阅读132

第4章SiC器件与Si器件特性对比135

4.1SiC MOSFET和Si SJ-MOSFET135

4.1.1静态特性135

4.1.2动态特性137

4.2SiC MOSFET和Si IGBT145

4.2.1传递特性145

4.2.2输出特性145

4.2.3动态特性146

4.2.4短路特性152

4.3SiC二极管和Si二极管154

4.3.1导通特性154

4.3.2反向恢复特性155

延伸阅读162

第5章高di/dt的影响与应对——关断电压过冲163

5.1关断电压过冲的影响因素163

5.2应对措施1——回路电感控制165

5.2.1回路电感与局部电感165

5.2.2PCB线路电感167

5.2.3器件封装电感168

5.3应对措施2——去耦电容170

5.3.1电容器基本原理170

5.3.2去耦电容基础172

5.3.3小信号模型分析176

5.4应对措施3——降低关断速度184

参考文献186

延伸阅读187

第6章高dv/dt的影响与应对——crosstalk188

6.1crosstalk基本原理188

6.1.1开通crosstalk189

6.1.2关断crosstalk191

6.2关键影响因素194

6.2.1等效电路分析194

6.2.2实验测试方案与结果195

6.3应对措施1——米勒钳位200

6.3.1晶体管型米勒钳位200

6.3.2IC集成有源米勒钳位202

6.4应对措施2——驱动回路电感控制206

6.4.1驱动回路电感对米勒钳位的影响206

6.4.2封装集成206

参考文献212

延伸阅读213

第7章高dv/dt的影响与应对——共模电流214

7.1信号通路共模电流214

7.1.1功率变换器中的共模电流214

7.1.2信号通路共模电流特性217

7.2应对措施1——高CMTI驱动芯片219

7.3应对措施2——高共模阻抗223

7.3.1减小隔离电容223

7.3.2共模电感224

7.4应对措施3——共模电流疏导225

7.4.1Y电容225

7.4.2并行供电226

7.4.3串联式驱动电路227

7.5差模干扰测量227

7.5.1常规电压探头227

7.5.2电源轨探头229

参考文献235

延伸阅读236

第8章共源极电感的影响与应对238

8.1共源极电感238

8.1.1共源极电感及其影响238

8.1.2开尔文源极封装241

8.2对比测试方案242

8.2.1传统对比测试方案242

8.2.24-in-4和4-in-3对比测试方案244

8.3对开关过程的影响245

8.3.1开通过程245

8.3.2关断过程249

8.3.3开关能量与dVDS/dt253

8.4对crosstalk的影响257

8.4.1开通crosstalk257

8.4.2关断crosstalk261

参考文献265

延伸阅读266

第9章驱动电路设计267

9.1驱动电路基础267

9.1.1驱动电路架构与发展267

9.1.2驱动电路各功能模块269

9.2驱动电阻取值275

9.3驱动电压280

9.3.1SiC MOSFET对驱动电压的要求280

9.3.2关断负电压的提供281

9.4驱动级特性的影响283

9.4.1 输出峰值电流283

9.4.2BJT和MOSFET电流Boost284

9.4.3米勒斜坡下的驱动能力287

9.5信号隔离传输292

9.5.1隔离方式292

9.5.2安规与绝缘295

9.6短路保护300

9.6.1短路保护的检测方式301

9.6.2DESAT短路保护303

参考文献306

延伸阅读309