碳化硅MOSFET开关瞬态模型：理论与实验验证

"本文主要探讨了碳化硅MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）在电力电子转换器中的应用及其开关瞬态过程的数学建模。作者通过理论分析和实验验证，揭示了碳化硅MOSFET开关特性的关键因素，包括结电容和杂散电感的影响，并建立了相应的开关模型。 碳化硅MOSFET作为一种新型半导体材料，因其高击穿电场、快速载流子饱和漂移速度、良好的高温高频稳定性以及低开关损耗等优点，被广泛应用于电力电子领域。然而，随着开关频率的提高，其开关瞬态过程变得复杂，这需要深入理解和精确建模。 文章介绍了开关瞬态过程研究的三种方法：电路模型、数学模型和实验分析模型。电路模型借助仿真工具，可以直观地观察寄生参数对开关过程的影响，但建模过程耗时较长。实验分析模型直接从测试波形中提取数据，但无法解释物理机制。数学模型则结合理论，解析开关过程的物理机理，并为实际电路设计提供指导。 作者通过数学建模，推导出碳化硅MOSFET的开关瞬态模型，特别关注电压变化率和电流变化率。他们考虑了杂散参数，如结电容和杂散电感，以揭示这些参数与电压电流变化率之间的关系。为了验证模型的准确性和有效性，作者搭建了一个buck转换器电路平台，进行了开关开通和关断的实验，提取出开关过程中各个阶段的电压电流变化率，进一步确认了理论分析和模型构建的正确性。 该研究对理解碳化硅MOSFET的开关行为、优化电路性能、降低开关损耗具有重要意义，为碳化硅器件的实际应用提供了理论基础。" 本文的研究不仅深化了对碳化硅MOSFET开关特性的理解，还为设计高效、低损耗的电力电子转换器提供了重要的理论依据，有助于推动碳化硅技术在能源、交通、工业等领域的广泛应用。