SiC-MOSFETの超高速駆動時の接触抵抗の影響評価と高効率電力変換効率の実証

SiC-MOSFET超高速驱动时接触电阻影响的评估及高效率功率转换效率的演示

• 批准号: 22K04224
• 负责人: 中田 修平
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04224/
• 关键词: SiC-MOSFET; コンタクト抵抗; スイッチング損失; 回路モデル; 高効率電力変換器; 高速スイッチング; 高周波

同一構造でコンタクト抵抗のみ異なる二種類のMOSFETを試作しスイッチング時のドレイン電圧波形及び損失を測定した。二種類のMOSFETのコンタクト抵抗は、約1mΩcm2（以下サンプルA）と100mΩcm2（以下サンプルB）である。測定結果をもとにサンプルAとサンプルBのスイッチング損失比をもとめ、コンタクト抵抗とスイッチング損失の関係を評価し、以下の結論を得た。１）サンプルBはサンプルAに対してスイッチング速度が遅くなりスイッチング損失が増加した。この時のミラー電圧を比較するとサンプルBを用いた場合のミラー電圧がサンプルAより高くいことが判明し、しきい値電圧に差が発生していることが分かった。静特性測定時のしきい値電圧はサンプル間に差がないため、コンタクト抵抗がスイッチング時のような過渡時のMOSFETのしきい値電圧に影響していることを示している。２）スイッチング速度（dV/dt）とコンタクト抵抗の影響による損失の増大を評価した結果、損失の増大はスイッチング速度（dV/dt）に伴い増加し40V/nsで最大値をとった。dV/dt値が増加することで変位電流が増加しp-body電位が上昇しbody効果によるしきい値電圧が上昇したと考えられる。また、dV/dtが40V/nsを超えるとコンタクト抵抗の影響が低下した。これは、コンタクト抵抗が影響するチャネル部のスイッチング時間が出力容量の充電時間に対して相対的に小さくなり、コンタクト抵抗の影響が小さくなるためと考えられる。回路モデルの構築に関してはp-bodyを直列のシート抵抗とし、コンタクト抵抗によりソース電極に繋がっているとして回路モデル化した。また、p-bodyのbody効果によりしきい値電圧が比例して変動するとした。このモデルを用いることで、コンタクト抵抗がスイッチング損失に与える影響及びそのdV/dt依存性を再現できた。

In the same system, the same equipment is used to resist the use of the same kind of MOSFET. It is necessary to test the waveforms and loss measurements of the airwaves. There are two types of MOSFET resistance, about 1m Ω cm2 (hereinafter referred to as A) and 100m Ω cm2 (hereinafter referred to as "B"). The results show that the results show that the loss ratio is different, the resistance ratio is high, and the results of the following results are summarized. 1) the speed, speed and speed. In the second half of the year, it is necessary to make a decision on the basis of the identification and classification of the students in the second half of the year. When the static characteristics are measured, it is necessary to measure the static characteristics, so that when the time limit is over, the MOSFET will be displayed in the air. 2) the speed (dV/dt), the speed, the speed, the speed, The current of the dV/dt will increase the current of the p-body and the body of the p-body will increase. "dV/dt", "40V/ns", "super", "resistance", "low". There is no question of resistance in the department of war. There is an increase in the amount of time available. In the same period of time, there is a change in the amount of time in which there is no change. The circuit is in line with the p-body. It is resistant to the circuit. It is sensitive to the power supply of the circuit. If there are any changes in the p-body body, the proportion of the errors will be affected. Please tell me that you need to know that you have lost your dV/dt and that you are dependent on it again.

项目成果

SiC-MOSFETのp型コンタクト抵抗が スイッチング特性に及ぼす影響評価

SiC-MOSFET p型接触电阻对开关特性影响的评估

• 发表时间: 2023
• 作者: Kodai Matsuda;Zentaro Furukawa and Kiyonobu Kasama;Rina Takeda;竹田梨夏;竹田梨夏;竹田梨夏;竹田梨夏;古川全太郎;Kodai Matsuda;永瀬 唯，中田 修平, 富永 貴亮
• 通讯作者: 永瀬 唯，中田 修平, 富永 貴亮