[发明专利]一种碳化硅MOSFET导通电阻特性的建模方法

权利要求书

1.一种碳化硅MOSFET导通电阻特性的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，搭建可控环境温度的测试平台；

S2，在可控环境温度的测试平台上，在不同测试温度下测试碳化硅MOSFET，获得碳化硅MOSFET不同测试温度下的电流-电压特性；

S3，将电流-电压特性输入到碳化硅MOSFET的直流等效电路模型，采用最小二乘法处理获得碳化硅MOSFET在各个测试温度下的剩余电阻R_s，进而用幂次函数曲线拟合获得剩余电阻R_s-温度T的特性曲线；

S4，每个测试温度下，用碳化硅MOSFET的导通电阻减去剩余电阻得到碳化硅MOSFET的沟道电阻R_ch，进而得到碳化硅MOSFET的沟道电阻R_ch随温度的变化关系，用指数函数曲线拟合沟道电阻R_ch-温度T的特性曲线；

S5，将碳化硅MOSFET的沟道电阻R_ch与剩余电阻R_s之和作为碳化硅MOSFET的导通电阻，由此获得导通电阻特性。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅MOSFET导通电阻特性的建模方法，其特征在于：所述的测试平台包括深冷高温测试箱、大功率晶体管测试设备和感温电阻，深冷高温测试箱的可调温度范围为-180℃-200℃，碳化硅MOSFET作为待测器件置于由液氮做制冷剂的深冷高温测试箱中，并用开尔文四探针法与大功率晶体管测试设备连接，感温电阻贴在待测器件表面，感温电阻连接至温度显示器，由温度显示器显示待测器件的温度。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅MOSFET导通电阻特性的建模方法，其特征在于：所述在不同测试温度下测试碳化硅MOSFET，获得所述碳化硅MOSFET的电流-电压特性具体是：在深冷高温测试箱的可调温度范围内等间隔变化温度，并在每个温度下利用大功率晶体管测试设备输入不同偏置电压，偏置电压是在碳化硅MOSFET的线性工作电压范围内递增或递减扫描，输出获得与偏置电压对应的漏源电流，以不同偏置电压及其对应的漏源电流作为电流-电压特性。

4.根据权利要求3所述的一种碳化硅MOSFET导通电阻特性的建模方法，其特征在于：所述偏置电压包括栅极电压Vgs和漏源电压Vds，输入不同偏置电压是先间隔扫描栅极电压Vgs进行采集，在每个栅极电压Vgs也间隔扫描漏源电压Vds进行采集。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅MOSFET导通电阻特性的建模方法，其特征在于：所述的将电流-电压特性输入到碳化硅MOSFET的直流等效电路模型，采用最小二乘法处理获得碳化硅MOSFET在各个测试温度下的剩余电阻R_s具体是：

在所述碳化硅MOSFET的线性电压工作范围内，将包含不同温度下的电流-电压特性的数据代入以下公式采用最小二乘法获得每次采集对应的阈值电压V_T：

Ids＝α(Vgs-V_T)²

其中，Vgs表示栅极电压，Ids表示漏源电流，α表示第一线性工作区电压电流系数；

根据获得的阈值电压V_T和电流-电压特性的数据一起再代入以下公式采用最小二乘法获得每次采集对应的剩余电阻R_s：

Ids＝β[(Vgs-V_T)(Vds-Ids×R_s)-0.5×(Vds-Ids×R_s)²]；

其中，Vgs表示栅极电压，Ids表示漏源电流，Vds表示漏源电压，β表示第二线性工作区电压电流系数。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅MOSFET导通电阻特性的建模方法，其特征在于：本方法适用于电压等级高于600V的碳化硅MOSFET。