【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力電子，具體的涉及一種碳化硅mosfet動態行為分析方法和裝置。
技術介紹
1、在電力電子技術快速發展的背景下，半導體開關器件從設計研發至廣泛應用備受重視。以硅材料為基礎的開關器件制造工藝已經成熟，然而隨著電力電子器件需滿足高溫高壓、大功率等需求時，其熱導率和熔點較低、禁帶寬度較窄等缺陷限制其在半導體領域進一步應用與發展。在眾多半導體材料的研究中，碳化硅以寬禁帶、高功率和低損耗等優勢成為第三代半導體中最具代表性的材料之一，因此以碳化硅材料為基礎的開關器件mosfet(metal-oxide-semiconductor?field-effect?transistor，金屬氧化物半導體場效應晶體管)具有高頻、密度大和高效率等性能，已在電力系統、航空航天、軌道交通以及通信網絡等領域迅速發展。
2、器件的動態行為對于其開關性能和電子電路的安全性與可靠性至關重要，當前針對碳化硅mosfet動態行為分析主要包括物理分析法和數值分析法，研究方法過程復雜且計算量大，此外，基于非線性電容模型建立mosfet動態特性成本較高，傳統的理論較難適用于新材料器件，問題的必然性與嚴重性，使得準確、簡便、高效的獲取碳化硅mosfet動態行為成為一項亟需解決的技術工作。
技術實現思路
1、針對于上述現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種碳化硅mosfet動態行為分析方法和裝置，實現對開關器件的動態行為特性表征。
2、本專利技術是通過以下技術手段實現上述技術目的的。p>
3、一種碳化硅mosfet動態行為分析方法，包括如下步驟：
4、步驟(1)：采集碳化硅mosfet數據手冊中電壓和電流的參數值；
5、步驟(2)：針對碳化硅mosfet，建立漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式；
6、步驟(3)：采用精英遺傳智能優化算法提取所述多項式中變量的最優值，建立碳化硅mosfet靜態行為；
7、步驟(4)：通過描點的方式提取靜態行為中轉移特性和輸出特性；
8、步驟(5)：在輸出特性與轉移特性的基礎上，結合電氣參數利用雙脈沖電路獲取碳化硅mosfet動態行為。
9、進一步的技術方案，所述漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式是基于溝道長度調制系數使用兩個對數函數的線性組合在器件工作區域進行插值建立的，其包含對外部偏置電壓的連續導數。
10、更進一步的技術方案，所述漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式為：
11、
12、其中，id為漏極電流，vgs和vds分別為柵源電壓和漏源電壓，vth為閾值電壓，r1為跨導，r2為外部偏置電壓連續導數，r3為熱壓，r4為冪律指數，r5和r6為線性區系數，r7為溝道長度調制系數。
13、進一步的技術方案，所述步驟(3)中，由步驟(1)采集的電壓和電流構造為初始種群，步驟(2)建立漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式作為目標函數，采用精英遺傳算法計算目標函數值，對群體進行適應性評估，并更新參數最優值。
14、進一步的技術方案，所述雙脈沖電路含有柵極寄生電感、源極寄生電感、漏極寄生電感、柵源寄生電容、柵漏寄生電容和漏源寄生電容。
15、更進一步的技術方案，所述雙脈沖電路由雙電源供電，脈沖信號驅動碳化硅mosfet導通和關斷，直流電源為功率電路提供母線電壓。
16、一種碳化硅mosfet動態行為分析裝置，包括：
17、多項式構建模塊，用于建立碳化硅mosfet漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式；
18、碳化硅mosfet靜態行為建立模塊，用于采用精英遺傳智能優化算法提取所述多項式中變量的最優值；
19、碳化硅mosfet動態行為獲取模塊，用于提取靜態行為中轉移特性和輸出特性，并結合電氣參數利用雙脈沖電路獲取碳化硅mosfet動態行為。
20、一種電子設備，包括存儲器和處理器；
21、所述存儲器用于存儲計算機程序；
22、所述處理器用于執行所述計算機程序并在執行所述計算機程序時實現上述碳化硅mosfet動態行為分析方法。
23、一種存儲介質，所述存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時使所述處理器執行上述碳化硅mosfet動態行為分析方法。
24、有益效果：相較于現有技術，本專利技術提供的技術方案具有如下顯著優點：
25、本專利技術所設計的一種碳化硅mosfet動態行為分析方法，基于精英遺傳算法建立碳化硅mosfet靜態行為，克服了傳統的電路分析法結構復雜、高算力的缺陷，結合電氣參數利用雙脈沖電路獲取碳化硅mosfet端口開關特性，無需器件內部結構且避免高昂的標準環境測試，提高動態行為分析精度與效率的同時降低了經濟成本，為電子電路的動態工作特性研究提供依據。
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1.一種碳化硅MOSFET動態行為分析方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的碳化硅MOSFET動態行為分析方法，其特征在于，所述漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式是基于溝道長度調制系數使用兩個對數函數的線性組合在器件工作區域進行插值建立的，其包含對外部偏置電壓的連續導數。
3.根據權利要求2所述的碳化硅MOSFET動態行為分析方法，其特征在于，所述漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式為：
4.根據權利要求1所述的碳化硅MOSFET動態行為分析方法，其特征在于，所述步驟(3)中，由步驟(1)采集的電壓和電流構造為初始種群，步驟(2)建立漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式作為目標函數，采用精英遺傳算法計算目標函數值，對群體進行適應性評估，并更新參數最優值。
5.根據權利要求1所述的碳化硅MOSFET動態行為分析方法，其特征在于，所述雙脈沖電路含有柵極寄生電感、源極寄生電感、漏極寄生電感、柵源寄生電容、柵漏寄生電容和漏源寄生電容。
6.根據權利要求5所述的碳化硅MOSFET動態行為分析方法，其特征
7.一種實現權利要求1-6任一項所述的碳化硅MOSFET動態行為分析方法的裝置，其特征在于，包括：
8.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器和處理器；
9.一種存儲介質，其特征在于，所述存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時使所述處理器執行如權利要求1-6任一項所述的碳化硅MOSFET動態行為分析方法。
...【技術特征摘要】
1.一種碳化硅mosfet動態行為分析方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的碳化硅mosfet動態行為分析方法，其特征在于，所述漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式是基于溝道長度調制系數使用兩個對數函數的線性組合在器件工作區域進行插值建立的，其包含對外部偏置電壓的連續導數。
3.根據權利要求2所述的碳化硅mosfet動態行為分析方法，其特征在于，所述漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式為：
4.根據權利要求1所述的碳化硅mosfet動態行為分析方法，其特征在于，所述步驟(3)中，由步驟(1)采集的電壓和電流構造為初始種群，步驟(2)建立漏極電流關于柵源電壓和漏源電壓的多項式作為目標函數，采用精英遺傳算法計算目標函數值，對群體進行適應性評估，并更新參數最優值。
【專利技術屬性】
技術研發人員：祝志博，孟慶杰，張成元，
申請(專利權)人：南京工業職業技術大學，
類型：發明
國別省市：
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