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1700V平面栅SiC MOSFET在栅极开关不稳定性下的退化依赖性分析与建模
Degradation Dependency Analysis and Modeling of 1700 V Planar-Gate SiC MOSFETs Under Gate Switching Instability
Cen Chen · Zicheng Wang · Xuerong Ye · Yifan Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
碳化硅（SiC）MOSFET在电力电子领域应用日益广泛，但栅极氧化层可靠性问题限制了其大规模应用。本文针对栅极开关不稳定性（GSI）导致的阈值电压漂移现象进行了深入研究，分析了其退化机理并建立了相应的预测模型，为提升高压功率器件的长期运行可靠性提供了理论支撑。
解读: 1700V SiC MOSFET是阳光电源高压组串式逆变器及PowerTitan系列液冷储能PCS的核心功率器件。随着系统电压等级向1500V及以上提升，栅极驱动的长期可靠性直接决定了产品的全生命周期性能。本文提出的GSI退化模型可指导阳光电源在驱动电路设计中优化栅极电压偏置策略，降低阈值电压漂移风...
栅极开关不稳定性下1700 V平面栅SiC MOSFET的退化依赖性分析与建模
Degradation Dependency Analysis and Modeling of 1700 V Planar-Gate SiC MOSFETs Under Gate Switching Instability
Cen Chen · Zicheng Wang · Xuerong Ye · Yifan Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在各种电力电子应用中日益普及。然而，与栅极氧化物相关的重大可靠性问题阻碍了它们的广泛应用。交变栅极偏置下的阈值电压漂移，通常称为栅极开关不稳定性（GSI），对可靠性构成了重大挑战。鉴于碳化硅 MOSFET 在功率转换器中广泛使用，与传统的偏置温度不稳定性相比，研究 GSI 具有实际意义。本研究系统地探究了 1700 V 平面栅碳化硅 MOSFET 对栅极偏置、温度和开关时间等因素的依赖性，并基于物理解释给出了加速因子的形式。...
解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项关于1700V平面栅SiC MOSFET栅极开关不稳定性（GSI）的研究具有重要的工程应用价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，1700V级SiC MOSFET正逐步替代传统IGBT成为核心功率器件，其高频开关特性和低损耗优势能够显著提升系统效率和功率密度。...
单极正负偏压应力下Ga₂O₃-on-SiC MOSFET阈值电压独特的单调正向漂移
Unique Monotonic Positive Shifts in Threshold Voltages of Ga₂O₃-on-SiC MOSFETs Under Both Unipolar Positive and Negative Bias Stresses
Chenyu Liu · Bochang Li · Yibo Wang · Wenhui Xu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究系统地研究了异质碳化硅基氧化镓（GaOSiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在单极正/负偏置应力（UPBS/UNBS）下的不稳定性。通过调整应力电压波形的关键参数，包括频率（f）、保持时间（$t_{\text {h}}$）、上升时间（$t_{\text {r}}$）和下降时间（$t_{\text {f}}$），在 UPBS 测量中观察到阈值电压（$V_{\text {T}}$）随循环次数（$C_{n}$）呈现两阶段偏移。UPBS 引起的正 $V_{\text {T...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于Ga₂O₃-on-SiC MOSFET器件可靠性的研究具有重要的前瞻性价值。该研究系统揭示了异质结构功率器件在单极性偏置应力下的阈值电压漂移机制，这对我们开发下一代高效光伏逆变器和储能变流器至关重要。 Ga₂O₃/SiC异质结构结合了氧化镓的超宽禁带特性（约4.8...