Development of reliable SiC MOSFET power modules
开发可靠的SiC MOSFET功率模块
基本信息
- 批准号:21H01311
- 负责人:
- 金额:$ 11.23万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2021
- 资助国家:日本
- 起止时间:2021-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
SiC power MOSFETs are enablers of disruptive progress beyond state-of-the-art in the key parameters of power electronics technology evolution: efficiency, power density and reliability. Specifically, their ability to be operated at higher switching speeds, higher switching frequencies and ambient temperatures has been shown to yield important system level benefits, even when transistors are used as a drop-in replacement of Si ones. Still, full exploitation of the superior features of wide-band-gap devices and their subsequent large volume deployment is conditional to the development of bespoke technological solutions and design options, including cooling and packaging, as well as design tools and validation methodologies. This year, the proposer developed reliability evaluation setup which simultaneously performs accelerated deterioration of SiC power MOSFET and evaluated the lifetime of key electrical power conversion applications. Because of intrinsic differences with the established silicon technology, the test evaluated SiC-bespoke design and validated its effect on device reliability. This work assessed the state-of-the-art in electro-thermal parameters spread for both planar-gate and trench-gate type SiC MOSFET. Based on the transient thermal resistance characterization experimented results, physical eletro-thermal simulation model was developed, which enabled to investigate the relation between device progressive degradation patterns and the initial parameters value spread.
SiC 功率 MOSFET 在电力电子技术发展的关键参数(效率、功率密度和可靠性)方面推动了超越最先进技术的颠覆性进步。具体来说,即使晶体管被用作硅晶体管的直接替代品,它们在更高开关速度、更高开关频率和环境温度下运行的能力已被证明可以产生重要的系统级优势。尽管如此,充分利用宽带隙器件的卓越特性及其随后的大批量部署仍取决于定制技术解决方案和设计选项的开发,包括冷却和封装以及设计工具和验证方法。今年,提议者开发了可靠性评估装置,该装置可同时执行 SiC 功率 MOSFET 的加速劣化,并评估关键电力转换应用的寿命。由于与现有硅技术存在本质差异,该测试评估了 SiC 定制设计并验证了其对器件可靠性的影响。这项工作评估了平面栅极和沟槽栅极型 SiC MOSFET 的最新电热参数分布。基于瞬态热阻表征实验结果,开发了物理电热仿真模型,能够研究器件渐进退化模式与初始参数值分布之间的关系。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
SiCパワーデバイスの熱特性評価に適用する過渡熱抵抗測定システムの基礎検討
瞬态热阻测量系统应用于SiC功率器件热特性评估的基础研究
- DOI:
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:福永 崇平; 舟木 剛
- 通讯作者:舟木 剛
SiCパワーモジュールの高信頼性設計 -劣化予測へ向けた実験的特性評価-
SiC功率模块的高可靠性设计 - 劣化预测的实验表征 -
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:福永 崇平; カスティラッズィ アルベルト; 舟木 剛
- 通讯作者:舟木 剛
Development of reliable multi-chip power modules with parallel planar- and trench-gate SiC MOSFETs
开发具有并行平面和沟槽栅极 SiC MOSFET 的可靠多芯片电源模块
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:huhei Fukunaga; Alberto Castellazzi;Tsuyoshi Funaki
- 通讯作者:Tsuyoshi Funaki
Reliable design of SiC MOSFET power modules: experimental characterization for aging prediction
SiC MOSFET 功率模块的可靠设计:老化预测的实验表征
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Shuhei Fukunaga; Alberto Castellazzi;Tsuyoshi Funaki
- 通讯作者:Tsuyoshi Funaki
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