[发明专利]SiCMOSFET仿真模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅SiC MOSFET技术领域，特别涉及一种SiC MOSFET仿真模型的建模方法。

背景技术

目前，建立SiC MOSFET的静态仿真模型有两种方法。一种是采用Pspice仿真软件自带的MOSFET模型来描述SiC MOSFET的静态特性，共有MOS1-MOS3三种模型。其中，MOS1模型为一阶模型，描述的是电流-电压的平方率特性，适用于精度要求不高的长沟道MOSFET；MOS2模型在计算过程中考虑了短沟、窄沟对阀值电压的影响以及迁移率随表面电场的变化等因素；MOS3模型是一个半经验模型，适用于短沟道MOSFET。由于这三种模型都是针对传统的硅Si MOSFET的实用模型，不能直接用来描述SiC MOSFET的静态特性。根据Datasheet提供的SiC MOSFET的输出特性曲线，如图1所示，SiC MOSFET的输出特性曲线由线性区向饱和区逐步过渡，曲线有着明显的弧度，而Si MOSFET的输出特性曲线如图2所示在线性区时接近为一条直线，进入饱和区后漏极电流I_D基本保持不变，曲线由线性区进入饱和区时有着明显的拐点。因此，Pspice仿真软件中的MOS1-MOS3模型所表现的输出特性曲线与SiC MOSFET的输出特性曲线不能完全吻合。

另一种方法是直接采用压控电流源模型来描述SiC MOSFET的静态特性，但是，基于现有的参数提取方法提取漏极电流I_D表达式中的未知参数所得到的仿真结果只在漏源电压V_DS较小时，如小于6V时与实际测量结果吻合，当漏源电压V_DS扩展到20V，即输出特性曲线由线性区进入饱和区时，仿真结果与实际测量结果具有一定的误差。

建立SiC MOSFET的动态仿真模型主要关注其开通和关断过程。其中，随着漏源电压V_DS变化，非线性栅漏电容C_GD对SiC MOSFET的动态特性具有重要影响，因此，栅漏电容C_GD开关模型是SiC MOSFET动态建模是否准确的关键。但是，现有技术中，由于栅漏电容C_GD开关模型中的电路元件较多，用户很难量化各个元件参数值对栅漏电容C_GD容值的影响，只能明确其影响趋势，因此，需要进行反复尝试仿真，增加了建模成本。同时，对不同型号的SiC MOSFET建模都需要反复尝试，建模过程和所得的模型参数均具有一定的随机性与不确定性。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种SiC MOSFET仿真模型的建模方法，根据Datasheet提供的转移特性曲线和输出特性曲线以及C-V_DS曲线，通过数学拟合软件获取仿真模型中的未知参数，从而得到SiC MOSFET的仿真模型，其仿真模型更加符合实际情况。

为达到上述目的，本发明实施例提出的一种SiC MOSFET仿真模型的建模方法，包括以下步骤：S1，采用等效电路建模的方法对所述SiC MOSFET进行建模以获得第一模型；S2，根据所述SiC MOSFET的Datasheet提供的转移特性曲线和输出特性曲线以及所述第一模型对所述SiC MOSFET的静态特性进行建模以获得所述SiC MOSFET的静态仿真模型；以及S3，根据所述Datasheet提供的C-V_DS曲线以及所述第一模型对所述SiC MOSFET的动态特性进行建模以获得所述SiC MOSFET的动态仿真模型，其中，所述C-V_DS曲线为所述SiC MOSFET的电容与漏源电压之间的关系曲线。