• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.677-684
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• 2020

In this paper, the energy efficiency of a 4H-SiC UMOSFET with a local floating superjunction (LFS UMOSFET) was compared with a conventional P-shielding UMOSFET. For analysis, P-shielding UMOSFET and LFS UMOSFET were modeled for energy loss and junction temperature. As a result, LFS UMOSFET showed switching loss reduction of 20.6%. In addition, it was confirmed that LFS UMOSFET is applied to a 3-phase inverter, resulting in 33.2% lower power efficiency and 28.1% lower junction temperature than P-shielding UMOSFET. Electrical characteristics were simulated using Sentaurus TCAD, and the power circuit was simulated with the modelled UMOSFET using PSIM, a power circuit simulator.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.284-292
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• 2020

SiC 기반 소자는 silicon 소자 대비 1200V 이상의 고전압 환경에서 우수하게 동작하며 특히 매우 높은 온도에서 안정적인 특성을 보여준다. 따라서 최근 1700V급 UMOSFET이 전기 자동차, 항공기 등의 전력시스템의 사용을 목표로 활발하게 연구개발 되고 있다. 본 논문에서는 최근 연구되고 있는 세 종류의 1700급 UMOSFET-Conventional UMOSFET (C-UMOSFET), Source Trench UMOSFET (ST-UMOSFET), Local Floating Superjunction UMOSFET (LFS-UMOSFET)-에 대해 온도 변화(300K-600K)에 따른 전력소자에서 중요한 변수 (breakdown voltage(BV), on-resistance(R_on), threshold voltage(v_th), transconductance(g_m))의 신뢰성 특성을 비교 분석하였다. 세 소자 모두 온도 증가에 따른 BV 증가, R_on 증가, v_th 감소, g_m 감소를 확인하였다. 그러나 세 소자의 구조 차이에 따라 BV, R_on v_th, g_m 변화에 차이가 있어 그 정도 및 원인에 대해 비교 분석하였다. 모든 결과는 sentaurus TCAD을 통해 simulation 되었다.