Bauteilsimulation SPICE-Modelle für SiC-MOSFETs von Cree

Um die Vorteile der SiC-Technologie auszuschöpfen, müssen Leistungswandler auf diese Komponenten zugeschnitten sein, denn sie verhalten sich anders als Siliziumbausteine. Dabei hilft die Simulation. Für seine SiC-MOSFETs der zweiten Generation hat Cree nun ein SPICE-Simulationsmodell veröffentlicht.

Den Design-in-Support für seine Leistungshalbleiter auf Basis von Siliziumkarbid (SiC) hat Cree weiter ausgebaut. Für die SiC-MOSFETs der Baureihe »C2M« hat das Unternehmen ein neues SPICE-Modell bereitgestellt. Es zeichnet sich laut Hersteller durch eine hohe Geschwindigkeit und Genauigkeit aus.

Die Halbleiter der Reihe »C2M0025120D« unterboten vor kurzem mit einem RDS(on) von 25 mΩ die bis dahin geltende Grenze für den Einschaltwiderstand von MOSFETs mit 1200 V Sperrspannung. Dank des neuen SPICE-Modells stehen Entwicklern alle Vorteile von Siliziumkarbidhalbleitern zur Verfügung. Dazu zählen Schaltfrequenzen, die im Vergleich zu Lösungen auf Grundlage von IGBTs bis um den Faktor 10 höher sind. Entwickler können somit kleinere magnetische und kapazitive Komponenten verwenden. Dadurch sind sie in der Lage, kleinere, leichtere und kostengünstigere Leistungselektronik-Systeme zu entwickeln.

Um alle Vorteile der SiC-Technologie auszuschöpfen, müssen Leistungswandler speziell auf SiC-Komponenten zugeschnitten sein. Der Grund ist, dass SiC-MOSFETs grundlegend andere Charakteristika aufweisen als Silizium-Komponenten. Deshalb erfordern Leistungshalbleiter auf Basis von Siliziumkarbid spezielle Modelle, um eine exakte Simulation von Schaltungen durchzuführen. Cree stellt dafür ein verhaltensbasiertes SPICE-Modell zur Verfügung, das abhängig von Temperaturbereichen arbeitet.

Es liefert laut Hersteller akkurate Simulationsresultate, und das ohne Abstriche bei der Geschwindigkeit. Außerdem berücksichtigt das Modell die Eigenerwärmung und das transiente thermische Verhalten. Das SPICE-Modell ist für Sperrschichttemperaturen zwischen +25 °C und +150 °C ausgelegt. Das soll es Leistungselektronik-Entwicklern ermöglichen, die Schaltleistung der SiC-MOSFETs der C2M-Bausreihe schnell und zuverlässig mithilfe von SPICE zu simulieren.