一种温度和电压应力下SiC功率管阈值电压退化模型制造技术

本发明专利技术公开一种温度和电压应力下SiC功率管阈值电压退化模型，具体步骤为：首先依据阿伦尼乌斯模型、逆幂律模型和退化时间模型建立温度应力、电压应力下SiC功率MOSFET阈值电压的单应力退化模型；然后利用三个径向基神经元将得到的两个单应力阈值电压退化模型融合为SiC功率MOSFET在温度与电压耦合双应力下的阈值电压退化模型。本发明专利技术将SiC功率MOSFET阈值电压的单应力物理退化模型与径向基神经元结合，建立一种同时考虑温度和电压双应力工作条件下的通用性更强的阈值电压退化模型，从而能够准确评估SiC功率MOSFET的退化趋势。

【技术实现步骤摘要】
一种温度和电压应力下SiC功率管阈值电压退化模型
本专利技术涉及一种温度和电压应力下SiC功率管阈值电压退化模型，属于可靠性评估和元器件退化领域。
技术介绍
随着功率半导体器件在结构设计、工艺流程以及材料品质等方面的不断进步和完善，功率开关管在光伏逆变器、开关电源等电路系统中得到了广泛应用，传统硅基器件由于硅材料的性能限制在电压阻断能力、开关频率、控制带宽等方面已逼近本征极限。以碳化硅(SiC)等宽禁带材料为代表的第三代半导体材料由于具有禁带宽度大、击穿电场高、介电常数小等独特性能，成为当前制作大功率、高压高频、高温电子器件的理想替代材料，使其在需要高温高压和高效率电力变压器的航空电源、智能电网等领域备受关注。研究统计表明，由功率管引发的电路故障率超过30％，因此对SiC功率开关管退化趋势及早期故障的监测尤为重要。相比于传统硅材料功率管，SiC功率管的研究仍主要停留在失效机理、故障模式和特征参数变化趋势上，对故障特征参数退化模型研究较少。国内外研究大多选取SiC功率管的导通电阻作为器件退化特征参数进行研究，对阈值电压故障演化趋势及退化模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.温度和电压应力下SiC功率管阈值电压退化模型，其特征在于，具体包括以下步骤：/n步骤1：获取SiC功率MOSFET在温度应力、电压应力和同时处于温度与电压双应力工作条件下的阈值电压退化参数，其具体步骤如下：/n步骤1.1、设置SiC功率MOSFET标准工作环境温度为T

【技术特征摘要】
1.温度和电压应力下SiC功率管阈值电压退化模型，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：获取SiC功率MOSFET在温度应力、电压应力和同时处于温度与电压双应力工作条件下的阈值电压退化参数，其具体步骤如下：
步骤1.1、设置SiC功率MOSFET标准工作环境温度为T0，栅源电压为VGS0，其余工作条件保持不变。首先选取n只同一型号的SiC功率MOSFET在温度为T，栅源电压为VGS0的温度应力工作环境下进行加速退化实验，采集功率MOSFET在m个时刻的阈值电压值Vth1(i，j)，其中i＝1，2，...，n，j＝1，2，...，m，采样间隔为Δt；
步骤1.2、选取n只与步骤1.1中型号相同的SiC功率MOSFET，在温度为T0，栅源电压为VGS的电压应力工作环境下进行加速退化实验，采集功率MOSFET在m个时刻的阈值电压值Vth2(i，j)，其中i＝1，2，...，n，j＝1，2，...，m，采样间隔为Δt；
步骤1.3、选取n只与步骤1.1中相同型号的SiC功率MOSFET在温度为T(温度应力环境同步骤1.1)，栅源电压为VGS(电压应力环境同步骤1.2)的温度和电压应力工作环境下进行加速退化实验，采集功率MOSFET在m个时刻的阈值电压值Vth3(i，j)，其中i＝1，2，...，n，j＝1，2，...，m，采样间隔为Δt；
步骤2：依据阿伦尼乌斯模型、逆幂律模型和退化时间模型，结合SiC功率MOSFET在温度应力、电压应力下得到的退化数据集Vth1、Vth2，建立MOSFET温度应力退化模型和电压应力退化模型；
步骤3：建立SiC功率MOSFET双应力融合退化模型，将步骤2中温度应力退化模型和电压应力退化模型作为径向基神经元输入，温度和电压应力工作条件下的阈值电压退化数据Vth3作为径向基神经元调整阈值，最后得到SiC功率MOSFET...

【专利技术属性】
技术研发人员：王友仁，常烁，樊冀生，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32