Un diseño novedoso de MOSFET vertical plano de SiC y su optimización para mejorar el rendimiento de conmutación
Autores: Jin, Rui; Li, Zheyang; Liu, Shijie; Sang, Ling; Chen, Xiran; Linewih, Handoko; Zhong, Yu; He, Feng; He, Yawei; Han, Jisheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un diseño novedoso de MOSFET vertical plano de SiC y su optimización para mejorar el rendimiento de conmutación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesta
Topología de celda
SiC
MOSFET
HF-FOM
Rendimiento de conmutación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 54
Citaciones: Sin citaciones
Se propone una nueva topología celular para un MOSFET de SiC de doble implante plano vertical de 1200 V en este trabajo. Basado en la topología celular lineal convencional y los parámetros del modelo de diseño asistido por computadora de tecnología bidimensional (2D) calibrados, se diseñó y optimizó una nueva topología celular con la inserción de regiones implantadas de cuerpo P+ sobre una parte fraccional del canal y regiones de transistor de efecto de campo de unión (JFET) para lograr un bajo factor de mérito de alta frecuencia (HF-FOM, x). Utilizando simulaciones TCAD tridimensionales (3D), la nueva topología celular propuesta con parámetros de estructura seleccionados optimizados muestra un HF-FOM de 328.748 m·pF, que es un 10.02% menor que la topología lineal convencional. También muestra una mejora en el rendimiento de conmutación, con una reducción del 11.73% en la pérdida de conmutación. Además, se destacó el impacto de la resistividad del contacto ohmico de la fuente en el rendimiento de la topología celular propuesta, lo que indica la dependencia de la resistividad del contacto ohmico de la fuente en el rendimiento de conmutación. Esta investigación proporciona una nueva perspectiva para mejorar el rendimiento de conmutación de los MOSFET de SiC en aplicaciones de alta frecuencia, considerando factores prácticos como la resistividad de contacto.
Descripción
Se propone una nueva topología celular para un MOSFET de SiC de doble implante plano vertical de 1200 V en este trabajo. Basado en la topología celular lineal convencional y los parámetros del modelo de diseño asistido por computadora de tecnología bidimensional (2D) calibrados, se diseñó y optimizó una nueva topología celular con la inserción de regiones implantadas de cuerpo P+ sobre una parte fraccional del canal y regiones de transistor de efecto de campo de unión (JFET) para lograr un bajo factor de mérito de alta frecuencia (HF-FOM, x). Utilizando simulaciones TCAD tridimensionales (3D), la nueva topología celular propuesta con parámetros de estructura seleccionados optimizados muestra un HF-FOM de 328.748 m·pF, que es un 10.02% menor que la topología lineal convencional. También muestra una mejora en el rendimiento de conmutación, con una reducción del 11.73% en la pérdida de conmutación. Además, se destacó el impacto de la resistividad del contacto ohmico de la fuente en el rendimiento de la topología celular propuesta, lo que indica la dependencia de la resistividad del contacto ohmico de la fuente en el rendimiento de conmutación. Esta investigación proporciona una nueva perspectiva para mejorar el rendimiento de conmutación de los MOSFET de SiC en aplicaciones de alta frecuencia, considerando factores prácticos como la resistividad de contacto.