Pressemeldinger

Mitsubishi Electric utvikler nøyaktig kretssimuleringsteknologi for SiC-MOSFET-erVil bidra til mer effektive kretsutforminger for strømomformere

Denne teksten er en oversettelse av den offisielle engelske versjonen av pressemeldingen, og den er kun ment som et praktisk referanseverktøy. Du finner detaljene og spesifikasjonene i den originale engelske versjonen. Dersom tekstene ikke stemmer overens, er det den originale engelske versjonen som gjelder.

FOR UMIDDELBAR UTGIVELSE nr. 3362

TOKYO, 9. juli 2020 – Mitsubishi Electric Corporation (TOKYO: 6503) kunngjorde i dag at de har utviklet en svært nøyaktig SPICE-modell (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis – simuleringsprogram med vekt på integrerte kretser) for å analysere de elektroniske kretsene til diskrete strømhalvledere. Teknologien brukes i selskapets SiC-MOSFET^*-prøver i N-serien på 1200 V, som skal leveres fra og med juli. Modellen simulerer bølgeformer med høyhastighetsveksling nesten like godt som faktiske målinger, på et nøyaktighetsnivå som man mener ikke har sin like i bransjen. Dette forventes å føre til mer effektive kretsutforminger for strømomformere. I tiden fremover forventer Mitsubishi Electric å legge til flere temperaturavhengige parametre, slik at SPICE-modellen kan fungere ved høye temperaturer. Selskapet presenterte den nye modellen^** den 8. juli på International Conference on Power Conversion and Intelligent Motion (PCIM Europe 2020), som ble avholdt på nett 7. og 8. juli.

*Silicon-carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor
**Konferansepresentasjon: T. Masuhara, T. Horiguchi, Y. Mukunoki, T. Terashima, N. Hanano og E. Suekawa. «Development of an Accurate SPICE Model for a New 1.2 - kV SiC-MOSFET Device»

Fig. 1 Tverrsnittvisning av SiC-MOSFET (venstre) og eksempelanalyse av vekslende bølgeformer (høyre)
(p-type: SIC-lag innpodet med aluminiumioner; n-type: SIC-lag innpodet med nitrogenioner)

Egenskaper for SiC-MOSFET

Fig. 2: Tverrsnittvisning av SiC-MOSFET

SiC-MOSFET-en styrer strømmen (drain-strøm) som går fra drain-elektroden til kildeelektroden, avhengig av spenningen som påføres portelektroden (Fig. 2). MOSFET-en har parasittiske kapasitanser som akkumulerer ladninger og fastsetter vekslingshastighet. Når elektrodene på enheten påføres en spenning, endres kapasitansverdiene på grunn av endringer i avstanden mellom lagene som akkumulerer de positive og negative ladingsendringene, noe som fører til endringer i vekslingshastigheten. Når avstanden mellom lagene minsker, øker kapasitansverdien og vekslingshastigheten minsker, og motsatt, når avstanden mellom lagene øker, minsker kapasitansverdien og vekslingshastigheten øker.

Viktige funksjoner

1)Unik SPICE-modell gir effektiv kretsutforming for strømomformere
Mitsubishi Electrics unike SPICE-modell utfører svært nøyaktige simuleringer takket være at den inkluderer nøye evaluerte spenningsavhengigheter i de parasittiske kapasitansene. Høypresisjonssimuleringer av strømbølgeformer er mulig gjennom høyhastighetsveksling, noe som ikke var mulig med den forrige modellen. For eksempel for aktivering av veksling hvor SiC-MOSFET-en veksler fra ikke-ledende til ledende, stemmer de simulerte bølgeformene for alle spenninger og strømmer godt overens med faktiske eksperimentelle bølgeformer. Feilen i drain-strømøkningen er redusert fra 40 til 15 % (Fig. 3, til høyre).

Den nye modellen gjør det mulig med høypresisjonssimulering av drain-strømmen som går gjennom strømomformingskretsen over hele det nominelle strømområdet. Kretsutformere kan bruke mindre tid på å supplere data med eksperimenter, noe som øker arbeidseffektiviteten i de tidlige stadiene av strømomformerutviklingen. Den nye modellen oppnår også høypresisjonssimulering av den strømbølgeformen (portstrømbølgeformen) som driver SiC-MOSFET-en, i motsetning til tidligere (Fig. 3, til venstre), noe som gjør det mulig å redusere kostnadene ved å velge optimale enheter som sikrer tilstrekkelig strøm for å drive SiC-MOSFET-en.

Fig. 3 Eksempelanalyse av bølgeformer ved aktivering av veksling