本書介紹了碳化硅功率器件的基本原理、特性、測試方法及應用技術，概括了近年學術界和工業界的新研究成果。本書共分為9章：功率半導體器件基礎，SiC MOSFET參數的解讀、測試及應用，雙脈衝測試技術，SiC器件與Si器件特性對比，高di/dt的影響與應對——關斷電壓過衝，高dv/dt的影響與應對——crosstalk，高dv/dt的影響與應對——共模電流，共源極電感的影響與應對，以及驅動電路設計。

電力電子新技術繫列圖書序言

序

前言

章功率半導體器件基礎1

1.1Si功率器件1

1.1.1Si功率二極管1

1.1.2Si功率MOSFET5

1.1.3Si IGBT9

1.2SiC功率器件12

1.2.1SiC半導體材料特性12

1.2.2SiC功率器件發展現狀15

參考文獻25

延伸閱讀26

第2章SiC MOSFET參數的解讀、測試及應用29

2.1值29

2.1.1擊穿電壓29

2.1.2熱阻抗31

2.1.3耗散功率和漏極電流32

2.1.4安全工作域33

2.2靜態特性35

2.2.1傳遞特性和閾值電壓35

2.2.2輸出特性和導通電阻35

2.2.3體二極管和第三像限導通特性38

2.3動態特性39

2.3.1結電容39

2.3.2開關特性40

2.3.3柵電荷47

2.4參數測試48

2.4.1I-V特性測試48

2.4.2結電容測試50

2.4.3柵電荷測試53

2.4.4測試設備53

2.5FOM值55

2.6器件建模與仿真58

2.7器件損耗計算63

2.7.1損耗計算方法63

2.7.2仿真軟件66

參考文獻68

延伸閱讀70

第3章雙脈衝測試技術75

3.1功率變換器換流模式75

3.2雙脈衝測試基礎79

3.2.1雙脈衝測試原理79

3.2.2雙脈衝測試參數設定82

3.2.3雙脈衝測試平臺85

3.3測量挑戰90

3.3.1示波器90

3.3.2電壓探頭104

3.3.3電流傳感器115

3.3.4時間偏移118

3.3.5寄生參數121

3.4雙脈衝測試設備126

參考文獻130

延伸閱讀132

第4章SiC器件與Si器件特性對比135

4.1SiC MOSFET和Si SJ-MOSFET135

4.1.1靜態特性135

4.1.2動態特性137

4.2SiC MOSFET和Si IGBT145

4.2.1傳遞特性145

4.2.2輸出特性145

4.2.3動態特性146

4.2.4短路特性152

4.3SiC二極管和Si二極管154

4.3.1導通特性154

4.3.2反向恢復特性155

延伸閱讀162

第5章高di/dt的影響與應對——關斷電壓過衝163

5.1關斷電壓過衝的影響因素163

5.2應對措施1——回路電感控制165

5.2.1回路電感與局部電感165

5.2.2PCB線路電感167

5.2.3器件封裝電感168

5.3應對措施2——去耦電容170

5.3.1電容器基本原理170

5.3.2去耦電容基礎172

5.3.3小信號模型分析176

5.4應對措施3——降低關斷速度184

參考文獻186

延伸閱讀187

第6章高dv/dt的影響與應對——crosstalk188

6.1crosstalk基本原理188

6.1.1開通crosstalk189

6.1.2關斷crosstalk191

6.2關鍵影響因素194

6.2.1等效電路分析194

6.2.2實驗測試方案與結果195

6.3應對措施1——米勒鉗位200

6.3.1晶體管型米勒鉗位200

6.3.2IC集成有源米勒鉗位202

6.4應對措施2——驅動回路電感控制206

6.4.1驅動回路電感對米勒鉗位的影響206

6.4.2封裝集成206

參考文獻212

延伸閱讀213

第7章高dv/dt的影響與應對——共模電流214

7.1信號通路共模電流214

7.1.1功率變換器中的共模電流214

7.1.2信號通路共模電流特性217

7.2應對措施1——高CMTI驅動芯片219

7.3應對措施2——高共模阻抗223

7.3.1減小隔離電容223

7.3.2共模電感224

7.4應對措施3——共模電流疏導225

7.4.1Y電容225

7.4.2並行供電226

7.4.3串聯式驅動電路227

7.5差模干擾測量227

7.5.1常規電壓探頭227

7.5.2電源軌探頭229

參考文獻235

延伸閱讀236

第8章共源極電感的影響與應對238

8.1共源極電感238

8.1.1共源極電感及其影響238

8.1.2開爾文源極封裝241

8.2對比測試方案242

8.2.1傳統對比測試方案242

8.2.24-in-4和4-in-3對比測試方案244

8.3對開關過程的影響245

8.3.1開通過程245

8.3.2關斷過程249

8.3.3開關能量與dVDS/dt253

8.4對crosstalk的影響257

8.4.1開通crosstalk257

8.4.2關斷crosstalk261

參考文獻265

延伸閱讀266

第9章驅動電路設計267

9.1驅動電路基礎267

9.1.1驅動電路架構與發展267

9.1.2驅動電路各功能模塊269

9.2驅動電阻取值275

9.3驅動電壓280

9.3.1SiC MOSFET對驅動電壓的要求280

9.3.2關斷負電壓的提供281

9.4驅動級特性的影響283

9.4.1 輸出峰值電流283

9.4.2BJT和MOSFET電流Boost284

9.4.3米勒斜坡下的驅動能力287

9.5信號隔離傳輸292

9.5.1隔離方式292

9.5.2安規與絕緣295

9.6短路保護300

9.6.1短路保護的檢測方式301

9.6.2DESAT短路保護303

參考文獻306

延伸閱讀309

一本介紹碳化硅器件與測試應用技術的專著。首先，注重搭建知識框架，不一味追求新學術研究成果，而是選擇能夠實際應用的技術，切實解決SiC器件的應用問題。其次，書中使用大量篇幅對測試設備、測試方法進行了詳細的講解，幫助功率器件和電力電子研究者和工程師彌補測試技術這一短板。