[发明专利]一种碳化硅MOSFET开关过程分析方法

权利要求书

1.一种碳化硅MOSFET开关过程分析方法，其特征在于，所述方法利用双脉冲测试电路来进行分析，分析MOSFET开关过程中的漏极电流、漏源极电压和栅源极电压的变化趋势以及它们之间相互的关系，具体步骤包括碳化硅MOSFET开通过程、碳化硅MOSFET关断过程、非线性电容建模步骤和线性连续的空间状态方程离散化。

2.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET开关过程分析方法，其特征在于：所述的碳化硅MOSFET开通过程包括开通延时阶段、漏极电流上升阶段、漏源极电压下降阶段和栅源极电压上升阶段。

3.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET开关过程分析方法，其特征在于：所述的碳化硅MOSFET关断过程包括关断延迟阶段、漏源极电压上升阶段、漏极电流下降阶段和栅源极电压下降阶段。

4.根据权利要求1所述的碳化硅MOSFET开关过程分析方法，其特征在于：所述的非线性电容建模步骤具体是根据碳化硅MOSFETC3M0120090D的寄生电容值和碳化硅肖特基二极管CVFD20065A上的数据利用曲线拟合的方法提取非线性电容值，拟合函数表示为：

其中，C_lv和C_hv为在电压最小和最大时电容的值。

5.根据权利要求2所述的碳化硅MOSFET开关过程分析方法，其特征在于：所述的碳化硅MOSFET开通过程中开通延时阶段具体是：在开通延时阶段，续流二极管处于正向导通状态，续流二极管的结电容被短路，由于肖特基二极管的导通压降非常小，设定续流二极管导通时两端的压降几乎为零，因此，V_ds＝V_dd保持不变，同时，由于在该阶段V_gs的值小于V_th，MOSFET沟道处于关断状态，当栅源极电压V_gs大于V_th时，MOSFET的逐渐开通，开通延迟阶段结束；

所述的漏极电流上升阶段为：该阶段MOSFET沟道逐渐导通，其中沟道电流I_ch与V_gs的关系如下：

其中，P＝(g_m2-g_m1)(V_th1-V_th)，MOSFET的漏极和源极均存在寄生电感，在电流上升阶段会使得漏源极电压发生变化，当负载电流I_dd全部从续流二极管转移到MOSFET之后，电流上升阶段结束；

所述的漏源极电压下降阶段为：当负载中的电流I_dd全部从续流二极管中转移到MOSFET以后，续流二极管处于关断状态，二极管的寄生电容C_sk开始充电。同时，MOSFET漏源极电压V_ds开始下降，直到MOSFET完全开通，关系式表达如下：

漏源极电压Vds下降到V_F之后，电压下降阶段结束，此时MOSFET已经完全开通；

所述的栅源极电压上升阶段为：在该阶段MOSFET完全导通，同时由于MOSFET回路中有寄生的电容和电感，因此漏极电流I_d和V_ds会在电容和电感之间相互作用下在稳定值附近振荡，直到这些储能元件中的能量逐步在电阻中消耗完，电路会达到新的稳定状态，在栅源极电压上升阶段，栅源极电压持续上升直到V_gs＝V_in。