2025年9月24日，博世功率半導體技術專家周雯琪的學術論文“A Robust and Reproducible Gate Charge Measurement Approach for SiC MOSFET Characterization”榮獲 PCIM Asia 2025 “優秀墻報獎（Excellent Poster Award）”，充分展現了博世在碳化硅 MOSFET 領域的技術實力。

獲獎論文內容概要

柵極電荷是功率器件在各種應用中的關鍵參數，可用于分析影響變換器效率的開關時間與能量損耗。特別是柵源電荷（QGS）和柵漏電荷（QGD），對硬件測試平臺及評估算法都高度敏感，文章系統研究了測試電路中的寄生參數以及不同評估算法對柵極電荷測量結果的影響。

傳統使用曲線追蹤儀進行柵極電荷測量的方法，因測試時同時需要高電壓與大電流，只能采取高電壓或者高電流分段測試。由于受短溝道效應（DIBL）影響，這種方式難以準確反映 SiC MOSFET 的實際工作狀態，如圖1所示。本文選擇動態測試平臺，對柵極電流進行積分來得到柵極電荷。現有的各種柵極電荷算法一般基于理想電路，在實際測試中由于寄生參數的影響，波形并非理想。 本文比較了不同的算法，提出了一種基于負載電流檢測的 QGS 判據及基于漏極電壓檢測的 QGD 判據，以提高測量結果的可重復性和和可再現性。

圖1

采用本文提出的測量方法，在重復性和再現性測試中表現出極佳的穩定性，標準偏差降至 1.3%，顯著優于傳統算法， 結果如表1及圖2所示。

表1

圖2

該方法已在 SiC MOSFET 柵極電荷參數的統計監控和驗證中成功應用，可實現對 SiC MOSFET 柵極電荷的高精度、高重復性和高再現性測量，為現代功率器件特性表征中的統計分析與結果驗證提供了有力支持。