《碳化矽雙極結型電晶體的研究》是依託湖南大學，由王俊擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：碳化矽雙極結型電晶體的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王俊
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
為了滿足電力換流技術對高性能電力電子器件的迫切需求，本項目選擇打破傳統矽基電晶體性能極限並且最具吸引力的SiC開關結構之一的雙極結型電晶體（BJT）為研究對象，以解決國際上SiC BJT的導通比電阻（Rsp）遠大於其理論值、器件電流容量小和驅動功耗大的瓶頸問題為目標，深入研究器件新結構設計理論和工藝製作方法，研製1200伏SiC BJT，實現Rsp的降低；研究SiC BJT兼具單極型和雙極型器件開關物理機制的開關過程，在多個SiC BJT並聯開關過程的基礎理論上取得大的進展，為SiC BJT電流容量的提升及其在大容量電能轉換領域的套用提供理論指南；利用場控電晶體的轉移特性，研製簡單新穎的SiC BJT等比例智慧型驅動，降低器件在輕負載工作時的驅動功耗。項目預期研發具有自主智慧財產權的高性能大容量SiC BJT及其高效使用方法，為我國SiC電力電子器件的的研發和產業化快速發展提供一個可行方案。
結題摘要
為了滿足電力換流技術對高性能電力電子器件的迫切需求，本項目選擇以碳化矽雙極結型電晶體(SiC BJT)為研究對象，以解決SiC BJT的導通比電阻(Rsp)大於其理論值、器件電流容量小和驅動功耗大的瓶頸問題為目標。通過深入研究器件新結構設計理論和工藝製作方法，研製1200V SiC BJT，實現Rsp的降低和驅動損耗的減小，為我國SiC電力電子器件的的研發和產業化快速發展提供了一個可行方案。本研究首先探索了單個SiC BJT和多個SiC BJT並聯在不同工況下的開關物理機制，並研究了不同電路雜散參數對器件開關過程的影響，為SiC BJT電流容量的提升及其在大容量電能轉換領域的套用提供理論指南；然後研製了1200V SiC BJT樣品，完成了項目要求的耐壓能力等指標，並建立了SiC BJT的SPICE電路模型，為基於SiC BJT的電力電子系統設計與最佳化提供了有力的工具；最後設計了兩款簡單新穎的SiC BJT等比例智慧型驅動，大幅降低了SiC BJT的驅動損耗，為SiC BJT的高效安全使用提供了新的方法。該項目的研究成果為我國的電力電子器件及其套用發展提供了新的思路和發展方向，提升了我國在該領域的實力和影響力。
