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碳化硅功率MOSFET由于同时具有宽禁带器件耐高温、耐高压的特性,和功率MOSFET驱动损耗小,开关时间短的优点,可以保证良好的工作特性和较高的稳定性,满足汽车、电源、航空航天等系统对电力电子设备在能量密度、工作效率、节能环保等方面日益提高的要求,因此越来越成为研究和使用的热点。但在较高的开关频率下碳化硅功率MOSFET可能会产生振荡,过压和过流,这会造成巨大的开关损耗,导致器件温度上升,影响器件的性能甚至造成器件失效。因此对其进行特性建模和暂态分析,进而研究其工作特性并对其进行温升估计对保证器件和系统工作稳定性均具有重要意义。基于此,本文围绕ST公司生产的SCT30N120型号的碳化硅功率MOSFET进行了如下工作:首先,建立SiC功率MOSFET静态模型。对器件工作原理的理解和对器件性能的准确测量是对器件进行建模分析和温升估计的基础。为获得器件静态特性,搭建基于B1505A功率半导体测试仪的高温测试平台,对SCT30N120进行了测试,得到其宽温度范围内的输出特性、转移特性、通态电阻、阈值电压、寄生电容等参数曲线,并对其进行曲线拟合建模,为后续对动态特性的精确拟合建立基础。其次,对开关暂态过程进行建模及仿真分析。建立电路简化模型并对碳化硅功率MOSFET开关暂态过程进行分析,利用matlab对状态方程进行求解,建立的动态模型基于实验测试结果对阈值电压、导通电阻的温度特性及寄生电容的非线性特性进行考虑。通过这种建模方式,可对寄生电感、驱动电阻进行改变,研究寄生参数和驱动回路设置对开关过程的影响;并考虑了温度对阈值电压、导通电阻等参数的影响,可对温度进行设置,研究温度对开关暂态的影响。再次,通过有限元建模的方法,基于碳化硅功率MOSFET内部微观物理结构,建立器件有限元模型并对其各部分温升进行计算,对芯片可容许最大功率进行估算,此外改变散热条件和工况,对热应力进行分析。基于建立的模型和芯片热阻的定义,对热阻进行计算;进行瞬态仿真,得到器件温度瞬态响应曲线,提出热阻网络模型,基于此可对芯片温升进行估计。最后通过仿真,研究改变驱动电阻对器件损耗及开关行为的影响;并基于建立的热阻网络模型,进行瞬态仿真实验,研究器件温升情况。