CN111898281B - 一种SiC IGBT器件行为模型建立方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种SiC IGBT器件行为模型建立方法，模拟给定栅射极电压任意集射极电压下的集电极电流值，定集射极电压任意栅射极电压下的集电极电流值，以及任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值，和任意集射极电压、任意栅射极电压以及任意温度下的集电极电流值，并模拟寄生电容随集射极电压的变化和关断过程的集电极电流的下降和拖尾过程。本发明没有复杂和强耦合的物理关系，采用受控电流源的方式使得模型更加简单和容易实施；采用了插值方法和提取全阻断电压范围的寄生电容变化，保证了静态和动态仿真结果的准确性；本发明计算过程为一次或二次方程的求解过程，使得仿真速度更快且更容易收敛。

Description

一种SiC IGBT器件行为模型建立方法

技术领域

本发明属于半导体器件仿真领域，更具体地，涉及一种SiC IGBT器件行为模型建立方法。

背景技术

随着碳化硅(SiC)材料不断发展和进步，将SiC材料及其相关技术应用到绝缘栅双极性晶体管(IGBT)而形成的SiC IGBT具有高压、高速和高温等优异性能。近年来，SiC IGBT器件代替硅基半导体器件的测试结果证明了SiC IGBT在未来高压大功率传输中的重要地位。但是，SiC IGBT的真正发展和应用仅仅有10年，其制造工艺、封装技术、驱动控制和保护技术、可靠性等一系列问题仍然存在。因此，对于电路设计者来说，利用电路仿真提前设计和预测功率变换系统电热性能是节约成本和优化设计的重要途径。其中，对于基于SiCIGBT的功率变换系统来说，准确快速的SiC IGBT模型是电路仿真的重要一环。

目前在商用的电路仿真器中已经集成了Si IGBT的两类模型：物理模型和行为模型。物理模型是基于IGBT器件内部半导体物理过程建立起来的模型。因为该模型描述的是器件内部各物理量的变化，因此该模型具有较高的准确性，比较适合用于分析IGBT工作机理。但是，由于该模型的复杂性，其仿真速度和收敛性很难保证在电路仿真中的实用性。而且该物理模型需要从静态曲线和动态波形中提取20个以上物理量，且仿真精确度很大程度上依赖于这些物理量的提取准确度。Si IGBT的行为模型可以快速模拟器件的外部特性，但是，与物理模型类似的，仿真的精度也依赖于参数拟合精确度。目前商用仿真器中集成的针对Si IGBT的物理模型和行为模型用于模拟SiC IGBT器件的特性时存在很大的误差，这是因为SiC IGBT与Si IGBT在材料性能和电压等级方面的差异。

相关研究已经对Si IGBT的物理模型进行改进，并成功应用到SiC IGBT中。这些物理模型同样存在Si IGBT物理模型具有的问题。并且在宽禁带材料的器件中，这些模型更难收敛，因此，这些研究对这些模型做了不同程度的简化处理，为了折中仿真速度和仿真精度。SiC IGBT的行为模型不考虑器件内部的工作机理，而是作为一个“黑箱”，利用电路元件等效模拟SiC IGBT器件的外部特性，如I-V特性和C-V特性等。由于该模型全部为普通电路元件，因此其仿真速度和收敛性都要优于物理模型。同样的，该模型的仿真精度依赖于对曲线的拟合效果。已有的行为模型的研究大多采用多项式拟合的方法来近似拟合器件特性，但是实际器件的特性无法与拟合的曲线完全对应，用于Si IGBT的拟合曲线已完全不适用于SiC IGBT的器件特性。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种SiC IGBT器件行为模型建立方法，旨在解决现有基于半导体物理或Si基器件建模方法中存在建模复杂、难以收敛、仿真速度慢和不够精确的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种SiC IGBT器件行为模型建立方法，包括如下步骤：

S110，预先确定SiC IGBT器件在给定栅射极电压下的若干个离散的集射极电压值和对应的集电极电流值；基于所述给定栅射极电压下的待求集电极电流对应的集射极电压在所述离散的集射极电压值之间的相邻关系，采用线性插值方式确定所述待求集电极电流值；

S120，利用预先拟合的SiC IGBT器件在给定集射极电压下的集电极电流与栅射极电压的二次多项式，确定该给定集射极电压下不同的栅射极电压对应的集电极电流值；

S130，基于步骤S110确定不同栅射极电压下的集射极电压和集电极电流对应的多条关系曲线；根据待求集电极电流对应的集射极电压值和栅射极电压值与所述多条关系曲线的对应关系，以及步骤S120给定集射极电压下不同的栅射极电压对应的集电极电流值确定任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值；

S140，利用SiC IGBT器件动态开关波形对应的寄生电容的位移电流和寄生电容两端的电压变化率确定SiC IGBT器件的寄生电容值；通过将寄生电容两端的电压经过时间常数小于阈值的RC充放电回路工作来提取其两端的电压变化率；

S150，利用两个级联的放电电路分别模拟SiC IGBT器件关断后集电极电流的下降过程和拖尾过程；

S160，利用步骤S130预先确定若干个离散温度条件下任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值；基于所述若干个离散温度条件下任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值确定任意温度、任意集射极电压以及任意栅射极电压下的集电极电流值。

在一个可选的实施例中，基于所述给定栅射极电压下的待求集电极电流对应的集射极电压在所述离散的集射极电压值之间的相邻关系，采用线性插值方式确定所述待求集电极电流值，具体为：

利用待求集电极电流值的集射极电压在所述若干个离散的集射极电压值中相邻的两个集射极电压值、所述相邻的两个集射极电压值对应的相邻两个集电极电流值，以及所述待求集电极电流值的集射极电压，采用线性插值方式确定所述待求集电极电流值；公式如下：

其中，i_O,x为给定栅射极电压下的待求集电极电流值，v_CE,x为待求集电极电流值对应的集射极电压值，v_CE,m和v_CE,m+1为v_CE,x相邻的离散的集射极电压值，i_O,m和i_O,m+1为相邻的离散的集射极电压值对应的相邻两个集电极电流值；下标x表示集射极电压为任意，下标m和m+1表示离散的集射极电压和对应集电极电流的序号。

在一个可选的实施例中，所述预先拟合的SiC IGBT器件在给定集射极电压下的集电极电流与栅射极电压的二次多项式，具体为：

i_O,y＝A+B·v_GE+C·v_GE ²

其中，i_O,y为给定集射极电压下不同栅射极电压对应的集电极电流值；A，B和C均为在给定集射极电压条件下的二次多项式系数，下标y表示栅射极电压为任意。

在一个可选的实施例中，据待求集电极电流对应的集射极电压值和栅射极电压值与所述多条关系曲线的对应关系，以及步骤S120给定集射极电压下不同的栅射极电压对应的集电极电流值确定任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值，具体为：

其中，i_O,xy为任意集射极电压和任意栅射极电压下的待求集电极电流值，i_O,x,n和i_O,x,n+1是所述待求集电极电流值对应的栅射极电压在所述多条关系曲线中相邻的两个栅射极电压值对应的集电极电流值，下标n和n+1表示所述相邻的两个栅射极电压对应的集电极电流值和集射极电压值的关系曲线的序号；i_O,n和i_O,n+1分别是在所述相邻的两个栅射极电压值对应的关系曲线上，集射极电压与所述待求集电极电流值对应的集射极电压值相同时的集电极电流值。

在一个可选的实施例中，利用SiC IGBT器件动态开关波形对应的寄生电容的位移电流和电压变化率确定SiC IGBT器件的寄生电容与电压的变化关系；具体为：

其中，C_GC、C_GE以及C_CE分别为米勒电容、栅射极寄生电容和集射极寄生电容，V_D为驱动电压，R_g为驱动电阻，i_g为驱动电流，i_CE，i_GE和i_GC分别为三个寄生电容的位移电流，i_total为总集电极电流，f(v_GE，v_CE)是集电极输出电流关于电压v_CE和v_GE的函数。

在一个可选的实施例中，利用两个级联的放电电路分别模拟SiC IGBT器件关断后集电极电流的下降过程和拖尾过程；具体为：

所述两个级联的放电电路均为RC放电电路；关断后的原始集电极电流首先通过第一电阻和第一电容放电形成初始的电流衰减，然后通过第二电阻和第二电容形成之后的拖尾电流；将经过两级RC放电电路形成的拖尾电流与原始集电极电流的差值作为拖尾电流受控电流源I_tail的输出电流，该输出电流与原始集电极电流相叠加形成最终的拖尾电流波形；

总集电极电流作为第一受控电压源的输入，所述第一电阻的一端连接第一受控电压源的输出端，另一端连接第一电容的一端，第一电容的另一端与第一受控电压源另一端一起接地；第一电容两端的压降作为第二受控电压源的输出电压，第二电阻的一端连接第二受控电压源的输出端，另一端连接第二电容的一端，所述第二电容的另一端与第二受控电压源的另一端一起接地；所述第一电阻和第一电容组成的RC放电电路用于模拟关断后原始集电极电流的下降过程，所述第二电阻和第二电容组成的RC放电电路用于模拟关断后原始集电极电流的拖尾过程。

在一个可选的实施例中，基于所述若干个离散温度条件下任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值确定任意温度、任意集射极电压以及任意栅射极电压下的集电极电流值，具体为：

其中，i_O,xyz是任意集射极电压以及任意栅射极电压和任意温度T条件下的集电极电流；i_O,xy,k+1和i_O,xy,k是任意集射极电压以及任意栅射极电压以及相邻两个温度条件下的集电极电流；T_z是任意温度值，T_k和T_k+1是待求集电极电流对应的任意温度值T_z在所述若干个离散温度中的相邻两个温度值，下标z表示温度任意。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明提供一种SiC IGBT器件行为模型建立方法，没有复杂和强耦合的物理关系，采用受控电流源的方式使得模型更加简单和容易实施；采用了插值方法和提取全阻断电压范围的寄生电容变化，保证了静态和动态仿真结果的准确性；本发明计算过程为一次或二次方程的求解过程，使得仿真速度更快且更容易收敛。

附图说明

图1为本发明实施例提供的SiC IGBT器件行为模型建立方法流程图；

图2为本发明实施例提供的SiC IGBT等效原理图和行为模型原理图；

图3为本发明实施例提供的SiC IGBT的静态I-V曲线拟合；

图4为本发明实施例提供的SiC IGBT的行为模型仿真结果和输入I-V离散数据对比图；

图5为本发明实施例提供的SiC IGBT的用于获取电压变化率的电路图；

图6为本发明实施例提供的SiC IGBT的寄生电容提取结果示意图；

图7为本发明实施例提供的SiC IGBT的用于计算拖尾电流的RC网络结构图；

图8为本发明实施例提供的SiC IGBT的拖尾电流计算过程示意图；

图9为本发明实施例提供的SiC IGBT的不同开关电流条件下SiC IGBT行为模型的验证结果图；

图10为本发明实施例提供的SiC IGBT的不同母线电压条件下SiC IGBT行为模型的验证结果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明介绍了一种用于高压大功率变换系统级的SiC IGBT行为模型建立方法。该行为模型根据SiC IGBT的工作原理，用5个受控电流源来分别模拟SiC IGBT的寄生电容、器件电流和拖尾电流。不同栅极电压下静态的I-V曲线通过查表的方式控制器件电流的等效受控电流源，并且离散点之间通过插值的方式获得连续的I-V特性。动态C-V曲线则通过感性开关过程的电压变化率以及位移电流计算得到。同样的离散点之间通过插值的方式获得连续的C-V曲线。不同温度下静态和动态曲线则通过线性拟合的方式获得。通过该方法，可以建立起SiC IGBT简单高效的电路仿真模型。

图1为本发明实施例提供的SiC IGBT器件行为模型建立方法流程图；如图1所示，包括如下步骤：

S110，预先确定SiC IGBT器件在给定栅射极电压下的若干个离散的集射极电压值和对应的集电极电流值；基于所述给定栅射极电压下的待求集电极电流对应的集射极电压在所述离散的集射极电压值之间的相邻关系，采用线性插值方式确定所述待求集电极电流值；

S120，利用预先拟合的SiC IGBT器件在给定集射极电压下的集电极电流与栅射极电压的二次多项式，确定该给定集射极电压下不同的栅射极电压对应的集电极电流值；

S130，基于步骤S110确定不同栅射极电压下的集射极电压和集电极电流对应的多条关系曲线；根据待求集电极电流对应的集射极电压值和栅射极电压值与所述多条关系曲线的对应关系，以及步骤S120给定集射极电压下不同的栅射极电压对应的集电极电流值确定任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值；

S140，利用SiC IGBT器件动态开关波形对应的寄生电容的位移电流和寄生电容两端的电压变化率确定SiC IGBT器件的寄生电容值；通过将寄生电容两端的电压经过时间常数小于阈值的RC充放电回路工作来提取其两端的电压变化率；

S150，利用两个级联的放电电路分别模拟SiC IGBT器件关断后集电极电流的下降过程和拖尾过程；

S160，利用步骤S130预先确定若干个离散温度条件下任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值；基于所述若干个离散温度条件下任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值确定任意温度、任意集射极电压以及任意栅射极电压下的集电极电流值。

本发明提供一种SiC IGBT器件行为模型建立方法，由于采用了多点之间插值、全阻断电压范围提取电容曲线和两阶段模拟关断电流过程的建模方法，能够取得更准确、更快速和更简单的器件模型。

具体地，SiC IGBT属于压控型半导体器件，其等效电路图如图2中(a)所示，各个电极的电流可以认为受到电压的控制。因此，如图2中(b)所示，IGBT的通态电流可以通过连接在集电极和发射极之间的受控电流源(i_C)来表示。其中，SiCIGBT器件的集电极用C表示，发射极用E表示，栅极用G表示。需要说明的是，集电极C和电路中常用的电容C属于不同的含义，这在本领域技术范围内是普遍公知的，因此本发明中将不再做特别说明。该电流源的输出电流受到集射极电压(v_CE)和栅射极电压(v_GE)的控制。图2中(a)示出了SiC IGBT器件三个电极之间的三个寄生电容：米勒电容C_GC、栅射极寄生电容C_GE以及集射极寄生电容C_CE。图2中(b)示出了SiC IGBT器件的5个受控电流源：栅射极寄生电容受控电流源I_GE，米勒电容受控电流源I_GC，集射极寄生电容受控电流源I_CE，静态特性受控电流源I_o和拖尾电流受控电流源I_tail。

具体地，SiC IGBT器件三个电极之间的寄生电容也可以通过受控电流源(I_GE、I_GC和I_CE)来表示，寄生电容的位移电流通过寄生电容值和两端的电压变化率得到。由于SiCIGBT器件为双极性器件，关断过程的拖尾电流必须要精确模拟，而受控电流源I_tail是一个由两个指数电流源构成的，用于模拟拖尾电流部分。

在一个可选的实施例中，本发明提供的对SiC IGBT静态I-V曲线拟合方式为：为了精确地模拟整个I-V曲线，受控电流源I_O的输出电流是集射极电压v_CE和栅射极电压v_GE的函数，如图3，SiC IGBT的静态I-V曲线示意图。因此，在该受控电流源中建立起输出电流关于v_GE和v_CE的离散数据表。为了精确模拟该I-V曲线，离散数据之间采用线性插值的方式计算得到，如公式(1)。

式中，i_O,x为待求电流值，v_CE,x为相应的集射极电压值，i_O,m和i_O,m+1为相邻的两个输入离散电流数据，v_CE,m和v_CE,m+1为相邻的两个输入离散电压数据。

该方法弥补了多项式拟合的缺点，可以在I-V特性的各个区段都能保证输出值与输入离散数据相重合。但是从图3中可以看出，该方法拟合的精确度取决于输入离散数据的数量。图3中虚线可以保证较高的精确度，而点划线精确度较低。在实际I-V测量曲线中，离散数据足够多，能够保证很高的精确度。

对于不同v_GE下的I-V曲线，在实际中往往只能测量几个不同v_GE下的数据，而且输出电流随v_GE的变化通常是非线性的。因此，对于输入数据中不存在v_GE值，采用2次多项式拟合的方法对相邻的3个点进行拟合。拟合过程与线性插值方法类似，相应公式如(2)和(3)。

i_O,y＝A+B·v_GE+C·v_GE ² (2)

式中，i_O,y是给定v_CE和某个非给定v_GE条件下的电流值。A，B和C分别是在相同v_CE条件下，关于相邻3个不同v_GE值的系数。i_O,xy是任意v_CE和任意v_GE条件下的电流，i_O,x,n和i_O,x,n+1是任意v_CE和给定的相邻两种v_GE条件下的电流，i_O,n和i_O,n+1是给定v_CE和给定v_GE条件下的电流值。通过以上方法，就建立起了受控电流源i_O的连续数据表。当已知i_O、v_CE和v_GE这3个变量中任意2个变量的变化，就可以计算得到另外一个变量的变化。图4为SiC IGBT行为模型仿真结果和输入数据的对比，图4中，实线为模型仿真结果，圆圈为输入数据。可以看到，尽管输入离散数据点之间的I-V特性有略微失真，仿真的结果全部落在输入数据点上，证明了该模型静态特性的准确性。

在一个可选的实施例中，本发明提供的对SiC IGBT动态C-V曲线拟合方式为：为了获得寄生电容相应的3个受控电流源(I_GC，I_GE和I_CE)的输出电流值，在这些受控电流源中计算寄生电容值和电流源两端的电压变化率的乘积即可得到。电流源两端的电压变化率通过图5所示的电路求得。V₁为3个受控电流源两端的电压，V₂是输出电压为0V的电压源，用于采集回路电流。由于串联的电阻值R很小，电路中流过V₂的电流值为1e^-6·dv/dt，电容C用于产生与电压变化率dv/dt成正比的位移电流。由于SiC IGBT这三个寄生电容的值随着集射极电压变化而变化，因此需要C-V曲线输入，建立起电容值和电压的关系。与静态I-V曲线方法类似，通过线性插值的方式建立起寄生电容的连续数据表。对于C-V曲线的获取，在Si IGBT的C-V曲线往往直接从测量结果获取。但是对于高压的SiC IGBT来说，目前C-V曲线仅包含低于1kV以内的电容变化，而没有整个阻断电压范围内的电容变化。因此在穿通效应过程的寄生电容骤降过程无法模拟。在本申请中，提出了利用动态开关波形的寄生电容的位移电流和电压变化率来提取C-V曲线的方法。

3个寄生电容的提取：根据图2的原理图，可以得到公式(4)-(6)

式中，V_D为驱动电压，R_g为驱动电阻，i_g为驱动电流，i_CE，i_GE和i_GC分别为三个寄生电容的位移电流，i_total为总集电极电流，其中，总集电极电流i_total分别包括：米勒电容位移电流i_GC、集射极电容位移电流i_CE和静态特性输出电流i_O。IGBT处于静态特性时不存在位移电流，则静态特性输出电流即为集电极电流。f(v_GE，v_CE)是集电极输出电流关于电压v_CE和v_GE的函数，即静态I-V曲线。从动态开关波形中利用公式(4)-(6)就可以计算出3个寄生电容的变化，进而转化为整个阻断电压范围的C-V曲线。图6为从动态波形中提取的3个寄生电容的变化，可以看出在整个阻断电压范围内，C_CE和C_GC呈下降趋势，而C_GE基本不变。并且在10kV时发生的穿通效应造成的电容骤降可以准确地模拟。

在一个可选的实施例中，本发明提供的对SiC IGBT拖尾电流模拟方式为：当SiCIGBT关断之后，存储在漂移区和缓冲层的载流子无法立即消失，仍存在一定的电流，即拖尾电流。已有文献中对拖尾电流的模拟通常采用指数衰减的电流源来模拟。但是，在这个过程中，沟道电流早已切断由于栅极电压低于阈值电压。因此初始的快速电流下降过程和之后的拖尾过程都需要单独拟合。为此，本申请提出了带两阶段指数部分的受控电流源，如图7所示，图7中总集电极电流作为第一受控电压源I_C输入首先通过R₁C₁形成初始的电流衰减，然后C₁两端的压降，即第二受控电压源I_C1作为R₂C₂网络的输入，形成之后的拖尾电流。如图8所示，电压源I_C与C₁的电压差，以及I_C1与C₂的电压差作为受控电流源I_tail的输出电流。该输出电流叠加至原始集电极电流(即图中黑色实线波形)上形成最终的拖尾电流波形。其中，图8中，V_C1指的是图7中C₁两端的电压，V_C2指的是图7中C₂两端的电压。

在一个可选的实施例中，本发明提供的对SiC IGBT结温的研究如下：温度对SiCIGBT的静态和动态特性影响很大，当考虑温度的影响时，将结温与静态I-V曲线和结温与动态C-V曲线的关系包含到这些数据表中即可。具体地，任意温度下的I-V曲线通过输入给定温度点之间的线性插值计算得到，如公式(7)：

式中，i_O,xyz是任意v_CE，任意v_GE和任意温度T条件下的电流。i_O,xy,k和i_O,xy,nk是任意v_CE和任意v_GE以及相邻两种温度条件下的电流。T_z是任意温度值，T_k和T_k+1是给定的相邻两种温度值。通过这种方法，即可求出在不同v_CE，不同v_GE和不同温度下的电流输出。

可以理解的是，通过以上方法，就建立起了仅包含5个受控电流源以及其他辅助电路的SiC IGBT行为模型。图9和图10展示了该行为模型在不同的母线电压和不同的开关电流条件下的动态开关波形。可以看出除了栅极波形出现一定的失真，集电极电流和集射极电压波形基本与实际结果重合。虽然本行为模型总计输入数据超过1000，但是整个仿真仅花费数秒时间，远快于数值模型和物理模型。

本发明提出了一种利用查表和插值拟合动静态曲线，以及位移电流计算C-V曲线的方法来精确计算SiC IGBT器件特性的行为模型建模方法。目前没有相关文献对SiC IGBT的行为模型进行报道，并且该模型可以用于高压大功率变换系统中，兼顾快速，准确的优点。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种SiCIGBT器件行为模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

S110，预先确定SiCIGBT器件在给定栅射极电压下的若干个离散的集射极电压值和对应的集电极电流值；基于所述给定栅射极电压下的待求集电极电流对应的集射极电压在所述离散的集射极电压值之间的相邻关系，采用线性插值方式确定所述待求集电极电流值；

基于所述给定栅射极电压下的待求集电极电流对应的集射极电压在所述离散的集射极电压值之间的相邻关系，采用线性插值方式确定所述待求集电极电流值，具体为：

利用待求集电极电流值的集射极电压在所述若干个离散的集射极电压值中相邻的两个集射极电压值、所述相邻的两个集射极电压值对应的相邻两个集电极电流值，以及所述待求集电极电流值的集射极电压，采用线性插值方式确定所述待求集电极电流值；公式如下：

其中，i_O,x为给定栅射极电压下的待求集电极电流值，v_CE,x为待求集电极电流值对应的集射极电压值，v_CE,m和v_CE,m+1为v_CE,x相邻的离散的集射极电压值，i_O,m和i_O,m+1为相邻的离散的集射极电压值对应的相邻两个集电极电流值；下标x表示集射极电压为任意，下标m和m+1表示离散的集射极电压和对应集电极电流的序号；

S120，利用预先拟合的SiCIGBT器件在给定集射极电压下的集电极电流与栅射极电压的二次多项式，确定该给定集射极电压下不同的栅射极电压对应的集电极电流值；

S130，基于步骤S110确定不同栅射极电压下的集射极电压和集电极电流对应的多条关系曲线；根据待求集电极电流对应的集射极电压值和栅射极电压值与所述多条关系曲线的对应关系，以及步骤S120给定集射极电压下不同的栅射极电压对应的集电极电流值确定任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值；

S140，利用SiCIGBT器件动态开关波形对应的寄生电容的位移电流和寄生电容两端的电压变化率确定SiCIGBT器件的寄生电容值；通过将寄生电容两端的电压经过时间常数小于阈值的RC充放电回路工作来提取其两端的电压变化率；

S150，利用两个级联的放电电路分别模拟SiC IGBT器件关断后集电极电流的下降过程和拖尾过程；

S160，利用步骤S130预先确定若干个离散温度条件下任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值；基于所述若干个离散温度条件下任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值确定任意温度、任意集射极电压以及任意栅射极电压下的集电极电流值。

2.根据权利要求1所述的SiCIGBT器件行为模型建立方法，其特征在于，所述预先拟合的SiCIGBT器件在给定集射极电压下的集电极电流与栅射极电压的二次多项式，具体为：

i_O,y＝A+B·v_GE+C·v_GE ²

其中，i_O,y为给定集射极电压下不同栅射极电压对应的集电极电流值；A，B和C均为在给定集射极电压条件下的二次多项式系数，下标y表示栅射极电压为任意，v_GE为栅射极电压。

3.根据权利要求2所述的SiCIGBT器件行为模型建立方法，其特征在于，据待求集电极电流对应的集射极电压值和栅射极电压值与所述多条关系曲线的对应关系，以及步骤S120给定集射极电压下不同的栅射极电压对应的集电极电流值确定任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值，具体为：

其中，i_O,xy为任意集射极电压和任意栅射极电压下的待求集电极电流值，i_O,x,n和i_O,x,n+1是所述待求集电极电流值对应的栅射极电压在所述多条关系曲线中相邻的两个栅射极电压值对应的集电极电流值，下标n和n+1表示所述相邻的两个栅射极电压对应的集电极电流值和集射极电压值的关系曲线的序号；i_O,n和i_O,n+1分别是在所述相邻的两个栅射极电压值对应的关系曲线上，集射极电压与所述待求集电极电流值对应的集射极电压值相同时的集电极电流值。

4.根据权利要求1所述的SiCIGBT器件行为模型建立方法，其特征在于，利用SiC IGBT器件动态开关波形对应的寄生电容的位移电流和电压变化率确定SiC IGBT器件的寄生电容与电压的变化关系；具体为：

其中，C_GC、C_GE以及C_CE分别为米勒电容、栅射极寄生电容和集射极寄生电容，V_D为驱动电压，R_g为驱动电阻，i_g为驱动电流，i_CE，i_GE和i_GC分别为三个寄生电容的位移电流，i_total为总集电极电流，f(v_GE，v_CE)是集电极输出电流关于集射极电压v_CE和栅射极电压v_GE的函数。

5.根据权利要求1所述的SiCIGBT器件行为模型建立方法，其特征在于，利用两个级联的放电电路分别模拟SiC IGBT器件关断后集电极电流的下降过程和拖尾过程；具体为：

所述两个级联的放电电路均为RC放电电路；关断后的原始集电极电流首先通过第一电阻和第一电容放电形成初始的电流衰减，然后通过第二电阻和第二电容形成之后的拖尾电流；将经过两级RC放电电路形成的拖尾电流与原始集电极电流的差值作为拖尾电流受控电流源I_tail的输出电流，该输出电流与原始集电极电流相叠加形成最终的拖尾电流波形；

总集电极电流作为第一受控电压源的输入，所述第一电阻的一端连接第一受控电压源的输出端，另一端连接第一电容的一端，第一电容的另一端与第一受控电压源另一端一起接地；第一电容两端的压降作为第二受控电压源的输出电压，第二电阻的一端连接第二受控电压源的输出端，另一端连接第二电容的一端，所述第二电容的另一端与第二受控电压源的另一端一起接地；所述第一电阻和第一电容组成的RC放电电路用于模拟关断后原始集电极电流的下降过程，所述第二电阻和第二电容组成的RC放电电路用于模拟关断后原始集电极电流的拖尾过程。

6.根据权利要求3所述的SiCIGBT器件行为模型建立方法，其特征在于，基于所述若干个离散温度条件下任意集射极电压和任意栅射极电压下的集电极电流值确定任意温度、任意集射极电压以及任意栅射极电压下的集电极电流值，具体为：

其中，i_O,xyz是任意集射极电压以及任意栅射极电压和任意温度T条件下的集电极电流；i_O,xy,k+1和i_O,xy,k是任意集射极电压以及任意栅射极电压以及相邻两个温度条件下的集电极电流；T_z是任意温度值，T_k和T_k+1是待求集电极电流对应的任意温度值T_z在所述若干个离散温度中的相邻两个温度值，下标z表示温度任意。

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