[发明专利]一种FS型IGBT瞬态温度特性的电热仿真方法

摘要

本发明提供了一种FS型IGBT瞬态温度特性的电热仿真方法。通过对FS型IGBT开关瞬态工作过程的实际测试，结合IGBT工作机理与半导体物理原理进行分析，确定IGBT瞬态温度特性主要受内部过剩载流子寿命影响，从而建立一种电热仿真方法。通过实际测试提取不同温度下的载流子寿命值，得到载流子寿命与温度的关系表达式；通过经验值公式计算，得到门槛电压、跨导、发射极饱和电流与温度的关系表达式；再将温度相关参数的表达式代入FS型IGBT电流拖尾阶段电流解析表达式，及开关瞬态模型方程组进行计算，得到FS型IGBT在不同温度下的瞬态工作波形。本发明中所述的电热模型仿真方法同时具有参数计算简单与准确度高的优点。

主权项

一种FS型IGBT瞬态温度特性的电热仿真方法，包括如下步骤：(A)利用半导体物理方法建立FS型IGBT的开关瞬态模型，得到求解FS型IGBT阴极、阳极、栅极三个端口的电压、电流关系方程组；(B)提取与FS型IGBT瞬态温度特性相关的内部参数表达式，所述与温度相关的内部参数包括：载流子寿命τ、门槛电压VT、跨导KP和发射极饱和电流Isne；其中：所述载流子寿命τ通过实际测试实验，提取得到不同温度下的FS型IGBT内部过剩载流子寿命值进行分析，获得载流子寿命与温度的关系表达式τ＝f(T)，其中T表示温度；所述门槛电压VT、跨导KP、发射极饱和电流Isne通过经验值公式获取其与温度的关系表达式VT＝h(T)，KP＝g(T)，Isne＝i(T)，其中T表示温度；(C)将步骤(B)中得到的温度相关的FS型IGBT内部参数表达式τ＝f(T)、VT＝h(T))和KP＝g(T)，Isne＝i(T)代入到步骤(A)获得的模型方程组中进行仿真计算，得到FS型IGBT瞬态温度特性的电热仿真结果。