ショットキ・バリア・ダイオードのスパイスモデル

ショットキ・バリア・ダイオードのスパイスモデル

2011年4月20日(水曜日)
株式会社ビー・テクノロジー
http://www.bee-tech.com/
Copyright (C) Bee Technologies Inc. 2011 1

ショットキ・バリア・ダイオードモデルの推移

順方向特性(共通)
接合容量特性(共通)
逆方向特性(それぞれのモデルで特徴がある)

スタンダード
プロフェッショナル SiC SBD モデル
モデル
モデル
(パラーメータ (等価回路モデル)
(等価回路モデル)
モデル)

青色はSiデバイス
橙色はSiCデバイス
赤で囲まれた等価回路は共通


ショットキ・バリア・ダイオードモデル

SiからSiC(シリコン・カーバイド)への期待
SiC(シリコン・カーバイド)は3つの大きな特徴があります。

(1)リカバリー時間が非常に小さい

SiCデバイスは多数キャリア・デバイスの為、蓄積された少数キャリアが
ありません。よって、逆回復電流がありません。これは-di/dt法で逆回復
特性を測定した場合のtrrが非常に小さい値である事を意味します。

(2)ブレークダウン電圧がシリコンの約10倍

Siデバイスと比較して約10倍高いSiCデバイスは、オン抵抗を低くする事が
出来、これが大きな特徴になります。

(3)バンドギャップがSiデバイスの約3倍

スパイスのモデルパラメータではEGに相当します。Siデバイスの場合、
EG=1.11ですが、SiC(6H)の場合、EG=2.86、SiC(4H)の場合、EG=3.02と
なります。


ショットキ・バリア・ダイオードモデル(等価回路モデル)
V_V_I
0Vdc N00040
A
E6
IN+ OUT+
IN- OUT- IN
EVALUE

D3
0
IF(V(A,K)>0, V(A,K),0)
IN2
CSD01060 I(V_If wd)-V(I_rev )

V_If wd

0Vdc
K

E1 E2 E3
IF(V(A,K)>0, 0,V(A,K)) TABLE = ((-0.1,0.74(0,0)) 1.4857e-08*exp(0.0089931*(-V(Vrev)))
Vrev Vrev 1 Vr_small I_rev 0 I_rev
IN+ OUT+ IN+ OUT+ IN+ OUT+ IN+ OUT+
IN- OUT- V_Irev IN- OUT- R1 IN- OUT- R2 IN- OUT- R3
EVALUE 0Vdc ETABLE EVALUE EVALUE
D4 V(Vrev ) 10MEG 10MEG E4 10MEG
CSD01060 V(I_rev 0)*V(Vr_small)-(-I(V_Irev ))

0

SiCショットキ・バリア・ダイオードの等価回路図 (Bee Technologies Model)



V_ I
A

0V dc
E6
IN+ OUT+
IN- OUT-
EV AL UE I(V _Ifwd )-V(I_re v)
IF(V(A,K )>0, V(A,K),0) IN

0 D1 D2
FS Q0 5A0 4_ 25 DE G01 E1 FS Q0 5A0 4_ 25 DE G01 E2 E3 E4
Vre v Vre v1 Vr_ sma l l I_rev0 I_rev
IN2 IN+ OUT+ IN+ OUT+ IN+ OUT+ IN+ OUT+
V_ Ifwd IN- OUT- V_ Ire v IN- OUT- R1 IN- OUT- R2 IN- OUT- R3
0V dc EV AL UE 0V dc ET AB LE 10 Me g EV AL UE 10 Me g EV AL UE 10 Me g

K
IF(V(A,K )>0, 0,V(A,K)) V(Vre v) 2.5 1E -6 *e xp (0.05 32 30 6*(-V (V re v))) V(I_re v0 )*V(Vr_ sma l l)-(-I(V_ Ire v))
TA BL E = (-0 .1,1) (0 ,0)
0

Ir
y=m*Vr+A
ln(Ir)=Vr*B*in(e)+ln(A)
y=ln(Ir)
傾き m=B*ln(e)
k=ln(A)
Vr_small Vr



*$
* PART NUMBER:CSD01060A
* MANUFACTURER: Cree, Inc.
* VRM=600,Io=1A E_E2 VR_SMALL 0 TABLE { V(Vrev) }
* All Rights Reserved Copyright (C) Bee Technologies Inc. + ( (-0.1,1) (0,0) )
.SUBCKT CSD01060A PIN1 PIN2 CASE D_D3 IN IN2 DCSD01060
X_U1 PIN2 CASE CSD01060_pro R_R1 0 VR_SMALL 10MEG
R_Rs PIN1 CASE 10u D_D4 VREV1 0 DCSD01060
.ENDS R_R2 0 I_REV0 10MEG
*$ R_R3 0 I_REV 10MEG
.SUBCKT CSD01060_pro A K .MODEL DCSD01060 D
V_V_I A N00040 0Vdc + IS=10.000E-21 N=.84507 RS=.37671 IKF=12.100
V_V_Ifwd IN2 K 0Vdc + CJO=111.88E-12 M=.39264 VJ=.54581
E_E1 VREV 0 VALUE { IF(V(A,K)>0, 0,V(A,K)) } + BV=1000 IBV=20.000E-6
E_E3 I_REV0 0 VALUE { 1.4857e-08*exp(0.0089931*(-V(Vrev))) } + ISR=0 NR=1 EG=3.0 TT=0
E_E4 I_REV 0 VALUE { V(I_rev0)*V(Vr_small)-(-I(V_V_Irev)) } .ENDS
E_E6 IN K VALUE { IF(V(A,K)>0, V(A,K),0) } *$
V_V_Irev VREV1 VREV 0Vdc
G_ABMI1 N00040 K VALUE { I(V_V_Ifwd)-V(I_rev) }

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Reverse Characteristic
50uA

R1

0.01m PIN1
CASE
PIN2
40uA 0Vdc
V1

0
30uA

20uA

10uA

0A
0V 0.2KV 0.4KV 0.6KV 0.8KV 1.0KV
I(R1)
V_V1

プロフェッショナルモデル(等価回路モデル)の場合、逆方向特性に再現性があります。スタンダードモデル(パラメータ
モデル)の場合、降伏点のみの表現であり、逆方向特性について再現性はありません。降伏点は、モデルパラメータ、
BVとIBVで表現しています。

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