基于POD热网络模型的SiC MOSFET浪涌安全工作区评估

碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在实际运行中常面临浪涌工况，易导致器件失效，其浪涌安全工作区（SOA）是可靠性评估的关键指标。传统评估方法依赖多次破坏性实验，成本较高。为此，提出一种低成本评估方法：首先建立考虑温度非线性影响的降阶热网络模型，并结合体二极管电路模型构建电热耦合模型；进而生成多工况下器件温度数据集，采用Kriging代理模型建立工况与结温的映射关系，实现SOA快速预测；最后通过破坏性实验验证了该方法的有效性。

碳化硅(siliconcarbide,SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)在实际运行中通常会面临浪涌极端工况,导致器件失效.浪涌安全工作区(safe operating area,SOA)是衡量其可靠性的重要指标.目前浪涌SOA的评估需要多次破坏性实验,成本高昂.为此,提出一种SiC MOSFET器件浪涌SOA的低成本评估方法.首先,建立SiC MOSFET温度计算有限元模型,利用特征正交分解算法降低有限元模型阶数形成降阶模型,并基于降阶模型建立SiC MOSFET器件的热网络模型,同时考虑器件温度对热网络模型参数的非线性影响;其次,建立SiC MOSFET体二极管的电路模型,与热网络模型关联形成电热耦合模型;之后,基于电热耦合模型构造不同浪涌工况与SiC MOSFET器件温度的数据集,并引入Kriging代理模型揭示工况与器件温度的映射关系,实现SiC MOSFET器件浪涌SOA的快速评估;最后,通过破坏性测试验证所提浪涌SOA评估方法的有效性.