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J-GLOBAL ID：201702248063838070   整理番号：17A0869837

デバイスモデルによるSiC-MOSFET過渡特性の高精度シミュレーション技術

著者 (5件)： 椋木康滋 (三菱電機 先端技総研) ,  堀口剛司 (三菱電機 研) ,  中山靖 (三菱電機 伊丹製作所) ,  葛本昌樹 (東京工大) ,  赤木泰文 (東京工大)
資料名： 三菱電機技報
巻： 91  号： 7  ページ： 393-396  発行年： 2017年07月20日 
JST資料番号： F0198A  ISSN： 0369-2302  CODEN： MTDNAF  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： SiC-MOSFET(Silicon Carbide-Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)搭載電力変換器の製品適用拡大に伴い,SiC-MOSFETのデバイスモデル研究が注目されている。デバイスモデルを活用することで回路動作波形,損失解析等が可能となり,製品開発の加速が期待できる。これまで欧米を中心にデバイスモデル研究が発表されてきたが,ゲート回路動作波形,スイッチング動作での高周波特性のシミュレーション精度等の課題が残っていた。今回三菱電機が東京工業大学との共同研究で開発したSiC-MOSFETデバイスモデルは,物理に基づいた出力特性のモデルをベースに,パッケージ内部の内蔵ゲート抵抗(R_Gⁱⁿⁿ)及び主回路寄生インダクタンス(L_s,L_D),結合係数(k),出力特性部,内部寄生容量(C_DG,C_GS,C_DS)を考慮して構成した。デバイスモデルの過渡特性は誘導性負荷スイッチング試験によって,そのシミュレーション精度を検証した。その結果,既存のデバイスモデルでは十分に考察できなかったゲート回路動作波形を良好に表現できた。また,主回路のスイッチング動作では高周波特性に影響する電圧時間変動率,電流時間変動率ともに高精度なシミュレーション結果を確認した。これらの高周波特性のシミュレーション技術は,SiC-MOSFETの高速スイッチング動作での電磁ノイズ問題への適応が期待できる。このデバイスモデルによってゲート回路・主回路の高精度解析が可能となり,SiC-MOSFET搭載のパワエレシステム全体解析に有用な解析技術の実現に貢献できると考える。(著者抄録)

シソーラス用語： *固体素子モデル ,  *炭化ケイ素 ,  *MOSFET ,  *過渡応答 ,  *精度 ,  *技術 ,  電力変換器 ,  ゲート回路 ,  波形 ,  スイッチング ,  周波数特性 ,  特性 ,  インダクタンス ,  結合係数 ,  電気回路 ,  漂遊容量 ,  負荷 ,  雑音 ,  経時変化
準シソーラス用語： *高精度 ,  *シミュレーション技術 ,  高周波特性 ,  出力特性 ,  寄生インダクタンス ,  主回路 ,  誘導性負荷 ,  電磁ノイズ

分類 (3件)： 計算機シミュレーション  (JE11000H) ,  固体デバイス計測・試験・信頼性  (NC03040G) ,  トランジスタ  (NC03070N)

引用文献 (4件)：

• Mantooth, H.A., et al. : Modeling of Wide Bandgap Power Semiconductor Devices-Part I, IEEE Trans. Power Electron., 62, No.2, 423~433 (2015)
• 昆野賢太郎, ほか : LC共振を利用したSiC-MOSFETの寄生インダクタンスの評価方法, 電気学会全国大会 (2017)
• Mukunoki, Y., et al. : Characterization and Modeling of a 1.2-kV 30-A Silicon-Carbide MOSFET, IEEE Trans. Electron Devices, 63, No.11, 4339~4345 (2016)
• 中村悠太, ほか : ゲートドライブ回路モデルを考慮したSiC-MOSFET過渡特性のシミュレーション検討, 電気学会電子デバイス/半導体電力変換合同研究会資料, EDD-16-65/SPC-16-152, 13~18 (2016)

タイトルに関連する用語 (5件)： デバイスモデル ,  SiC ,  MOSFET ,  過渡特性 ,  シミュレーション技術