考虑米勒电容分层耗尽的数据手册驱动型SiC MOSFET模型

随着碳化硅MOSFET功率器件的广泛应用，亟需高精度、高收敛性的电路仿真模型。针对现有模型在米勒电容低电压区域建模误差大、电流-电压特性准确性不足的问题，提出一种考虑米勒电容分层耗尽特性的数据手册驱动型SiC MOSFET模型。通过修正电流源表达式提升静态特性精度，结合物理机制建立全偏压范围电容模型，并实现参数全源自数据手册提取。基于C3M0021120D器件在LTspice中验证，静态与双脉冲测试结果表明模型预测误差低于10%，有效兼顾准确性与实用性，适用于碳化硅电力电子变换器的设计与评估。

随着碳化硅金属-氧化物-半导体场效应管(silicon carbide metal-oxide-silicon field effect transistor,SiC MOSFET)功率器件的市场规模逐渐增大,对快速、准确的SiC MOSFET器件电路仿真模型的需求持续增多.然而,现有的 SiC MOSFET 模型尚不完善,无法兼顾电流-电压特性的高准确度和高收敛性,且对米勒电容在低漏源电压区域的变化特性建模存在较大误差.为此,提出了一种考虑米勒电容分层耗尽的数据手册驱动型SiC MOSFET模型.首先,在已有文献中不分段电流源模型的基础上,修正模型表达式,提高了电流-电压特性准确度.接着,基于对米勒电容分层耗尽特性物理过程的分析,建立了优化的米勒电容模型以描述全偏压下的电容-电压特性.模型参数可以完全通过数据手册按照参数提取方法和步骤提取,并分析了静态参数变化对动态特性产生影响的机制.最后,以SiC MOSFET器件C3M0021120D为研究对象,在LTspice中搭建器件模型和仿真电路,并与静态特性测试及双脉冲动态特性测试结果进行对比.实验结果表明:所提模型的预测误差均在10%以内,验证了所提模型的有效性,体现了该模型具有被应用于碳化硅电力电子变换器设计与评估的潜力.