一种用于碳化硅MOSFET的在线老化状态监测方法技术

技术编号:41528029 阅读:49 留言:0更新日期:2024-06-03 23:03
本发明专利技术公开了一种用于碳化硅MOSFET的在线老化状态监测方法,属于碳化硅半导体器件状态监测领域。其技术方案为:一种用于碳化硅MOSFET的在线老化状态监测方法,包括以下步骤:构建综合考虑封装寄生参数的碳化硅MOSFET开关特性分析模型;根据分析模型推导漏极电流增加速率;根据漏极电流增加速率定义退化前兆参数,监测退化前兆参数是否大于零:是则判定碳化硅MOSFET发生退化,否则判定碳化硅MOSFET健康。本发明专利技术的有益效果是:本发明专利技术提供的一种用于碳化硅MOSFET的在线老化状态监测方法仅用单个监测量便可综合表征栅氧退化和键合线疲劳两种不同的退化类型、降低监测系统复杂性、提高状态监测系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压大功率碳化硅半导体器件状态监测,特别涉及一种用于碳化硅mosfet的在线老化状态监测方法。


技术介绍

1、碳化硅mosfet凭借其高温、高压、高频、低损耗等优势,被认为是在中高压领域最有希望取代硅igbt的器件。然而,由于碳化硅材料的固有特性和其恶劣的工作条件,碳化硅mosfet更容易发生退化。随着碳化硅mosfet等功率器件在更恶劣环境中的广泛应用,其可靠性问题也变得愈加严峻。

2、碳化硅mosfet的退化可分为芯片退化和封装相关退化。其中,栅氧退化和键合线疲劳分别是芯片和封装的主要可靠性问题。碳化硅作为宽带隙半导体材料,其与二氧化硅间的能带偏移比硅基器件低得多。碳化硅二氧化硅界面的隧穿势垒低至2.70ev,这使得电子更容易从碳化硅跳到栅极氧化物。而应用热氧工艺在碳化硅表面生成栅极时,残留的碳原子会在碳化硅与二氧化硅界面形成大量陷阱,陷阱密度比硅与二氧化硅界面高两个数量级,这就导致碳化硅器件相比硅基器件更易发生栅氧退化。键合线疲劳是最常见的封装相关退化之一,主要是由于不同材料的热膨胀系数不匹配,而热膨胀系数不匹配导致不同材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于碳化硅MOSFET的在线老化状态监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于碳化硅MOSFET的在线老化状态监测方法,其特征在于,构建所述开关特性分析模型的步骤为:

3.根据权利要求2所述的用于碳化硅MOSFET的在线老化状态监测方法,其特征在于,构建所述等效电路的步骤为:将源极端子从芯片引出后,再分离为驱动回路辅助源极与功率回路源极。

4.根据权利要求2或3所述的用于碳化硅MOSFET的在线老化状态监测方法,其特征在于,推导所述漏极电流增加速率diD/dt的步骤为:

5.根据权利要求4所述的用于碳化硅MO...

【技术特征摘要】

1.一种用于碳化硅mosfet的在线老化状态监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于碳化硅mosfet的在线老化状态监测方法,其特征在于,构建所述开关特性分析模型的步骤为:

3.根据权利要求2所述的用于碳化硅mosfet的在线老化状态监测方法,其特征在于,构建所述等效电路的步骤为:将源极端子从芯片引出后,再分离为驱动回路辅助源极与功率回路源极。

4.根据权利要求2或3所述的用于碳化硅mosfet的在线老化状态监测方法,其特征在于,推导所述漏极电流增加速率did/dt的步骤为:

5.根据权利要求4所述的用于碳化硅mosfet的在线老化状态监测方法,其特征在于,在分析碳化硅mosfet开通暂态过程前,用集总参数表示所述等效电路中的寄生参数为:

6.根据权利要求5所述的用于碳化硅mosfet的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张浩然田博文杨蕊蔡雨萌孙鹏赵志斌
申请(专利权)人:华北电力大学
类型:发明
国别省市:

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