SiC功率开关管短路特性分析及保护综述

徐克峰， 秦海鸿， 刘 清， 王 丹， 张 英， 戴卫力

(1. 南京航空航天大学 多电飞机电气系统工业和信息化部重点实验室，自动化学院， 南京 211106； 2. 河海大学 江苏省输配电装备技术重点实验室，物联网工程学院， 江苏 常州 213022)



SiC功率开关管短路特性分析及保护综述

徐克峰1， 秦海鸿1， 刘 清1， 王 丹1， 张 英1， 戴卫力2

(1. 南京航空航天大学 多电飞机电气系统工业和信息化部重点实验室，自动化学院， 南京 211106； 2. 河海大学 江苏省输配电装备技术重点实验室，物联网工程学院， 江苏 常州 213022)

为保证碳化硅(SiC)功率器件安全可靠工作，其中一个关键性问题就是功率器件的短路能力。介绍两种短路故障，分析了短路电流变化机理，对3种典型商用SiC功率开关管(SiC MOSFET、SiC JFET和SiC BJT)的短路特性进行了对比分析，并对它们的短路检测及保护方法进行了对比分析和归纳，最后进一步探讨和总结了SiC开关管短路能力及短路保护中存在的问题。

碳化硅； 功率器件； 短路特性； 短路保护

与硅器件相比，碳化硅(Sillicon Carbide， SiC)器件具有通态电阻低、开关速度快、热导率高等性能优势，有利于提高变换器的效率和功率密度，在工业[2-3]、高温高频[4-8]、可再生能源发电等场合中已取得初步应用。然而，在实际应用中，功率器件不可避免地要工作在过载、短路等工作状态下[10]，这就要求其必须具备一定的过载、短路能力。而与Si器件相比，SiC器件管芯面积小，电流密度大[11]，短路能力相对较弱，这给SiC基变换器可靠工作带来了很大挑战。因此，需要充分认识SiC器件的短路机理，揭示影响短路特性的关键因素，从而实施有效的保护，以保证SiC功率器件及SiC基变换器安全可靠工作。目前，商业化的SiC可控功率器件主要包括结型场效应晶体管(Junction Field Effect Transistor， JFET)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Junction Field Effect Transistor， MOSFETs)等单极型器件和双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor， BJTs)。虽然SiC BJT为双极型器件，但是其开关特性、导通特性与单极型SiC器件有很多相似之处[12]。

许多研究工作者对SiC功率器件的短路特性进行了研究。文献[13-15]中对不同栅极驱动电压和直流母线电压下SiC MOSFET的短路承受能力进行了研究，得出SiC MOSFET短路承受时间约为13～80μs，且随着温度升高，短路承受时间和临界能量都随之减小。文献[16-21]中研究了SiC JFET的短路特性，相比于SiC MOSFET，SiC JFET短路承受能力更强，稳定性更好。400V 直流母线电压下，SiC JFET短路承受时间超过1.4ms。文献[22-23]中对SiC BJT的短路特性进行了研究，相比于单极型SiC功率器件，SiC BJT的短路承受时间为15～20μs。

为了使SiC器件及其功率变换器可靠工作，必须采取合适的短路保护设计方案。文献[24]中对3种SiC MOSFET短路保护电路进行了研究。文献[25]中给出了常通型SiC JFET保护方案，其保护时间小于100μs。文献[26]中给出了一种适用于3种SiC功率器件的短路保护方案，并对SiC JFET进行了实验验证。

对SiC功率器件短路特性的研究有助于短路保护的设计，但目前的研究多是对实验或仿真现象的表述，对短路电流变化机理的分析还不够深入、全面。另外，对SiC功率器件短路方面的研究往往只是针对某一种SiC器件或是针对某一种器件的某一方面，缺乏系统性与完整性。本文针对已商业化的3种典型SiC可控器件，对其短路机理、特性及保护进行了较为全面的综述；全面深入地分析了短路电流的变化机理，对比分析了短路特性，并对它们的短路检测及保护方法进行了对比分析和归纳，最后对SiC开关管短路特性及保护进行了进一步探讨，为研究SiC功率器件短路特性、设计短路保护和选择器件提供一定的参考和依据。

1 短路电流变化机理

功率器件的短路故障模式可分为硬开关故障(Hard Switching Fault， HSF)和负载故障(Fault Under Load， FUL)两种模式[27]。HSF是指在负载已短路的情况下，开关管开通时引发的故障；FUL是指在开关管完全导通时，负载突然短路而引发的故障。以SiC MOSFET为例，两种短路故障模式典型波形如图1所示，图中，Uds为漏源极电压，id为漏极电流，Ugs为栅源极电压。

图1 短路故障典型波形[18]

以HSF模式为例，对SiC器件短路特性及其工作过程进行分析。同样以SiC MOSFET为例，HSF的典型短路波形如图2所示。

图2 SiC MOSFET硬开关故障典型短路特性波形

由图可见，在HSF下，SiC MOSFET有4种工作模态：t1时刻之前，负载短路，此时SiC MOSFET处于截止状态。

模态1[t1～t2] t1时刻，SiCMOSFET开通。由于主功率回路阻抗很小，流过SiCMOSFET的电流快速增大。di/dt作用于回路寄生电感，使开关管端电压有所降低。此时，开关管工作区由截止区转移到饱和区。该模态下，SiCMOSFET沟道载流子迁移率具有正温度系数，短路电流持续增大。

模态2[t2～t3] 开关管仍工作在饱和区。由于开关管端电压近似为直流母线电压，且电流较大，SiCMOSFET自身功率损耗很大，开关管自发热使结温快速升高，降低了沟道载流子迁移率，导致流过SiCMOSFET的电流减小，di/dt呈现负斜率。

模态3[t3～t4] 结温进一步升高，短路电流逐渐增大，di/dt呈现正斜率。这主要是因为SiCMOSFET沟道载流子电流减小的速率小于热电离激发漏电流增大的速率。

模态4[t4～] t4时刻开关管关断，短路电流逐渐减小到零。此后会出现两种情况(见图2)： ① 开关管安全可靠关断；② 关断后出现拖尾漏电流，导致开关管热失控，发生故障。

t1～t4的短路临界能量为

(1)

为进一步认识关断后延时一段时间出现的开关管故障，建立了电热模型和漏电流模型对其分析。

(1) 电热模型。SiCMOSFET的电热模型如图3所示。

图3 SiC MOSFET电热模型

短路瞬态，直流母线电压UDC直接加在功率器件两端，则P耗尽层和N漂移层厚度分别为

(2)

(3)

式中，εs为4H-SiC材料的介电常数；q为电荷；Na、Nd分别为N漂移层和P耗尽层的掺杂浓度；xs、xd、xe分别为SiCMOSFET栅极、漏极、外壳的位置。

短路时功率器件内部的温度分布T(x，y，z)为

(4)

式中，kp为热导系数；ρ为材料密度；cp为比热容；Q为短路瞬态的热源。

由于热通量主要沿着某一维度流动，即从管芯的上表层(源极金属层)流向管壳，故式(4)可简化为

(5)

由于管芯接触材料和管壳的温度变化很小，其温度特性可看作常数。而开关管内部温度变化很大[28]，故

(6)

cp(T)=925.65+0.3772T-

(7)

管芯内部热源可表示为

(8)

式中，J(t)为短路电流密度；S为功率器件有源区面积；I(t)为短路电流；E(x)为空间电荷区的电场，

(9)

将式(8)、(9)和式(2)、(3)代入式(5)，可得

(10)

由式(10)可知： ① 直流母线电压升高会导致功率器件结温快速升高，若故障温度不变，则功率器件短路承受时间会减小。② 更高的栅极驱动电压或更大的沟道宽长比虽然会增大功率器件的电流密度，但是会降低其短路能力。由于SiCMOSFET沟道载流子迁移率低，其栅极驱动电压(+18V～ +20V)比SiMOSFET栅极驱动电压(+15V)高。UDC相同情况下，结温上升的速度正比于电流密度。③ 通过并联来增大器件的功率对故障温度和短路承受时间没有影响。

(2) 漏电流模型。由前述可知，器件故障与漏电流有关。现分别对热激发电流、扩散电流和雪崩激发电流3种漏电流机理进行分析。

① 热激发电流。由间接复合理论(Shockley-Read-Hall，SRH)可知[29]，热激发电流可表示为

(11)

式中，ni为本征载流子浓度；τg为SRH激发寿命。

由式(11)可知，Ig_th与UDC、ni有关，Uds越高，Ig_th越大，而ni与温度有关，

(12)

② 扩散电流。短路时，N漂移层和P耗尽层的少子会随结温的升高快速增加，这些少子在电场E(x)作用下穿过PN结扩散到漂移层和耗尽层，在低掺杂侧产生一个与掺杂浓度正相关的饱和电流[30-32]，

(13)

式中，Lp、Ln为空穴、电子的少子扩散长度,

Dp、Dn为空穴、电子的扩散系数,

其中，k为波尔兹曼常数；μp、μn分别为4H-SiC外延层空穴迁移率、电子迁移率，

τp为P阱区空穴寿命；τn为N漂移层电子寿命；

μp0、μn0为T=300K时的空穴迁移率、电子迁移率；τp0、τn0为T=300K时空穴寿命、电子寿命。

③ 雪崩激发电流。短路瞬态，耗尽层的多子和热激发的少子会在电场E(x)的作用下加速运动。若载流子的动能足够大以致产生新的电子空穴对，则会产生额外的漏电流为

(αn|Jn|+αp|Jp|)

(14)

式中，Jn和Jp分别为电子和空穴电流密度；αn和αp分别为电子和空穴碰撞电离系数。

由于SiCMOSFET内部短路电流大部分由电子组成，故Jp可以忽略不计，即Jn=J。碰撞电离系数与电场、温度有关，且SiC材料中空穴碰撞电离速率αp(T)远大于电子碰撞电离速率αn(T)[33-34]，

αp(T)=(6.3×106-T×1.07×104)×

(15)

αn(T)=(1.6×105-T×2.67×102)×

(16)

由上述漏电流模型可得： ① 尽管SiC材料的ni较Si材料低得多，但是在高温情况下，温度对漏电流的影响不可忽略。② 由于短路时产生的热量对ni有正反馈作用，因此，在整个短路过程中，热激发电流处于主导地位。③ 高温情况下，碰撞电离速率与温度呈现负相关，雪崩激发电流可忽略不计。

2 短路特性

由于HSF模式下的检测延时一般大于FUL下的检测延时，对器件的考验更为严峻，本文对3种商用SiC器件(SiC MOSFET、SiC JFET和SiC BJT)在HSF下的短路特性进行了分析和对比。

2.1 SiC MOSFET

短路特性测试中分别采用Cree公司的C2M0025120D型(1.2kV/90A)和Rohm公司的SCT2080KE型(1.2kV/40A)SiC MOSFET。测试中，短路脉冲宽度为500ns，正负向驱动电压为+20V/-5V，驱动电阻为20Ω。

图4所示为SiC MOSFET短路特性测试波形。SiC MOSFET开通后，其漏源极电压下降幅度并不大，而流过SiC MOSFET的电流快速上升，且上升速度随时间逐渐减小。短路特性测试数据如表1所示。

图4 SiC MOSFET短路特性测试波形

表1 SiC MOSFET短路特性测试数据Tab.1 Testing results of short-circuit characteristics of SiC MOSFET

2.2 SiC JFET

在对SiC JFET短路测试中，采用了USCi公司的常通型SiC JFET，型号为UJN1205K，定额为1.2kV/38A。短路脉冲时间设置为250ns，驱动电路采用DRC驱动方案[35]，正、负向驱动电压设置为0V/-30V。图5所示为SiC JFET的短路特性测试波形。表2所示为SiC JFET的短路特性测试数据。

图5 SiC JFET短路特性测试波形

表2 SiC JFET短路特性测试数据Tab.2 Testing results of short-circuit characteristics of SiC JFET

2.3 SiC BJT

由于SiC BJT是流控型器件，集电极电流受到基极电流和电流增益的制约，当基极电流一定时，集电极电流不会过大。图6所示为Fairchild公司

图6 SiC BJT短路特性测试波形

FSICBH017A120型，定额为1.2kV/50A的SiC BJT短路特性测试波形。其中，Ube为基射极电压，Uce为集射极电压，ic为集电极电流，ib为基极电流，Ib为SiC BJT完全导通时基极电流。短路脉冲时间设置为1μs。当Ib=1A 时，短路峰值电流约为80A;当Ib=0.5A时，短路峰值电流约为60A。表3所示为SiC BJT短路特性测试数据。

表3 SiC BJT短路特性测试数据Tab.3 Testing results of short-circuit characteristics of SiC BJT

由此可见，3种SiC可控器件中，SiC MOSFET短路承受能力最弱，而SiC JFET由于管芯尺寸较小，饱和电流密度具有负温度系数，故其电流饱和更快，短路电流上升速度缓慢，短路能力高于SiC MOSFET。与压控型SiC器件相比，SiC BJT具有较好的短路特性，在相同母线电压下，其短路电流和电压尖峰均比电压型器件小得多。

3 短路保护

3.1 短路保护要求

基于对SiC器件的短路特性与机理分析，为确保SiC器件能够安全可靠工作，其短路保护方法应满足以下要求： ① 必须在SiC器件安全工作区范围内关断短路故障电流，以避免器件损坏；② 动态响应快，尽可能快地检测并关断故障回路；③ 具有抗干扰能力，避免保护电路误触发；④ 短路保护动作值可任意设置，具有一定的灵活性；⑤ 保护电路对SiC器件的性能无明显影响；⑥ 具有限流功能，以降低SiC器件及电路中其他器件的电流应力；⑦ 短路检测电路易与常用的驱动电路兼容；⑧ 电路结构应尽可能简单，具有较好的性价比。

3.2 短路检测方法

对短路故障进行快速可靠的检测是保护电路的关键。目前，短路检测的方法主要有以下几种。

(1) 电阻检测。电阻检测是一种最为常见的短路故障检测方法，使用时在负载电流回路中串入检测电阻，通过检测该电阻的端电压来判断电路是否发生短路故障。该方法的优点如下： ① 简单，适用于过流、短路等故障检测；② 检测信号可用于模拟信号反馈。但是，该方法也存在一定的缺点： ① 损耗大；② 由于检测电阻本身存在电感，动态响应慢；③ 不具有电气隔离功能。

(2) 电流互感器。电流互感器也是一种较为常见的电流检测方法，使用时使流过负载电流的导线或走线穿过电流互感器，进而在电流互感器输出端输出与负载电流成一定比例的感应电流。该方法的优点如下： ① 可精确检测交流电流；② 具有电气隔离功能；③ 检测电路具有电流源性质，抗噪声干扰能力强。但是，该方法也存在以下缺陷： ① 不利于检测直流电流，若采用霍尔电流传感器，则成本较高，且需额外的电源；② 为实现快速响应，互感器必须具有很宽的带宽，设计较为复杂。

图7 去饱和检测原理图

(3) 去饱和检测。与上述两种方法不同，去饱和检测方法的核心思想是利用SiC器件的输出特性，其电路原理示意图如图7所示。当电路正常工作时，由于SiC MOSFET导通压降很小，二极管D1正向偏置，电容C1端电压被钳位到一个较低的值。一旦发生短路故障，SiC MOSFET端电压快速升高，由于二极管D1仍处于正向偏置，故其阳极电位也随之升高，导致电容C1两端电压升高。因此，通过实时检测SiC器件的端电压即可达到短路检测的目的。该方法的优点是： ① 不需要电流检测元件，损耗小；② 动态响应速度快；③ 适用性强，既适用于交流场合，又可用于直流场合；④ 成本低，易于集成。但是，该方法也存在一定的缺点： ① 检测精度较低；② 不具有电气隔离功能；③ 为避免开关管开通时保护电路误触发，电路必须具有一定的消隐时间。

(4) 寄生电感检测。与去饱和检测相似，寄生电感检测法通过检测SiC器件源极寄生电感的端电压来获取电流信息，其电路原理图如图8所示。当电路正常工作时，寄生电感的端电压很小。一旦发生短路故障，寄生电感的端电压会快速升高，通过实时检测寄生电感的端电压即可达到短路检测的目的。与去饱和检测技术相比，该方法的优点是： ① 动态响应更快；② 抗干扰能力强。但是，与去饱和检测技术相似，该方法也存在如下缺点： ① 检测精度较低；② 不具有电气隔离功能。

图8 寄生电感检测原理图

3.3 短路保护方法

检测电路检测到故障电流并实施保护时，一般有两种方案进行电平比较，给出关断信号： ① 采用比较器及其外围电路；② 采用逻辑门和施密特触发器相配合。

(1) 比较器方法。图9所示为一种采用比较器的去饱和检测短路保护电路原理图。其基本原理如下： 当PWM信号为高电平时，RS触发器复位，此时Q为低电平，驱动芯片正常工作，输出栅极正向偏置电压，SiC MOSFET开通。同时，栅极正向偏置电压通过R1、R2给电容C1充电，但是由于SiC MOSFET导通压降很小，检测二极管D1正向偏置，C1上的电压被钳位到一个较低的值(小于参考电压Uref)。

图9 一种基于比较器的去饱和检测短路保护电路原理图

当发生短路故障时，SiC MOSFET端电压迅速升高，检测二极管D1阴极电位逐渐升高，由于二极管D1仍处于正向偏置，故其阳极电位也随之升高，导致电容C1端电压升高。当C1端电压超过参考电压时，比较器输出高电平，Q变为高电平，驱动芯片停止工作，同时SiC MOSFET软关断。

正常情况下，当驱动信号为低电平时，触发器状态不变，Q仍为低电平，驱动芯片正常工作，输出栅极负向偏置电压，SiC MOSFET关断。同时，C1通过R1、R2放电，最终变为栅极负向偏置电压。由于此时C1端电压低于参考电压Uref，故保护电路并不工作。

图10 一种基于逻辑门的去饱和检测短路保护电路原理图

(2) 逻辑门方法。比较器方法的缺点是抗干扰能力较弱。为提高抗干扰能力，可采用逻辑门和施密特触发器的去饱和检测短路保护电路，其原理图如图10所示。其基本原理如下： 当PWM信号为高电平时，由于D触发器复位清零端为低电平，此时D为低电平，Enable为高电平，与门M3输出与PWM信号一致，驱动芯片输出正向偏置电压，SiC MOSFET开通；由于SiC MOSFET导通压降很小，D1正向偏置，R4上的电压被钳位到一个较低的值(小于Uref)。

当发生短路故障时，SiC MOSFET端电压迅速升高，D1阴极电位逐渐升高，直至反向偏置，二极管不再具有钳位功能。在电源Ucc作用下，R4上的电压迅速升高，当其超过某一设定值时，施密特触发器M4输出高电平，即a为高电平。此时，时钟输入端(CLK)由低电平变为高电平，Q变为高电平，Enable为低电平，与门M3输出低电平，则驱动芯片输出负向偏置电压，SiC MOSFET关断。

在正常情况下，当驱动信号为低电平时，与门M1关断，CLK一直为低电平，D触发器状态不变，Enable为高电平，驱动芯片输出负向偏置电压，SiC MOSFET关断。

图11 SiC MOSFET单管短路保护测试波形

3.4 短路保护测试3.4.1 SiC MOSFET 由上述分析可知，SiC MOSFET短路承受能力最弱，故在设计其短路保护驱动电路时，将短路误触发延时改为最小值，同时将开通和关断时的驱动电阻均设置为20Ω。图11给出了Cree公司和Rohm公司的SiC MOSFET单管短路保护测试波形。此时，短路检测延时为180ns。同时，还对SiC MOSFET模块(Cree公司的CAS100H12AM1型SiC MOSFET模块，定额为1.2kV/100A)进行了测试，其短路检测延时为200ns。表4列出了SiC MOSFET短路保护测试数据。

表4 SiC MOSFET短路保护测试数据Tab.4 Testing results of short-circuit protection for SiC MOSFET

与表1中数据相比，Cree公司的SiC MOSFET过电压降低了25%，短路电流峰值减小了40%。过电压降低是由于SiC MOSFET关断时电流较小，而较低的短路峰值电流是由于其短路时间较短。对于Cree公司和Rohm公司的SiC MOSFET，该保护电路能够在450ns内切除短路故障。

3.4.2 SiC JFET SiC JFET的保护电路设计和SiC MOSFET相似，只是驱动电路采用DRC网络和-30V供电电压。DRC网络可以加速开通和关断过程，而-30V驱动电压可确保SiC JFET有效关断。

图12 SiC JFET短路保护测试波形

图12给出了USCi公司常通型JFET短路保护测试波形。虽然DRC网络加速了SiC JFET关断过程，但其短路峰值电压只有800V，并未超过其安全工作电压范围。SiC JFET开通后，短路电流在610ns内被切断。表5给出了SiC JFET短路保护测试数据。

表5 SiC JFET短路保护测试数据Tab.5 Testing results of short-circuit protection for SiC JFET

3.4.3 SiC BJT 由于SiC BJT短路峰值电流小于单极型器件的短路峰值电流，在关断短路电流时不会产生较大的关断尖峰电压，故在其短路保护电路的设计中不需要考虑关断瞬态带来的影响。但是，与SiC MOSFET、SiC JFET一样，SiC BJT的短路保护电路仍需要高速短路检测。

图13为GeneSiC公司GA50JT12-247型(1.2kV/50A)和Fairchild公司FSICBH017A120型SiC BJT器件的短路保护测试波形，具体测试数据列于表6中。保护电路具有很好的抗噪声干扰能力，可在100ns内动作，关断SiC BJT。

图13 SiC BJT短路保护测试波形

表6 SiC BJT短路保护测试结果Tab.6 Testing results of short-circuit protection for SiC BJT

保护电路应尽可能快地切除短路故障，以避免器件过热而损坏。上述测试中，对于3种商用SiC器件，保护电路均能在600ns内切除短路故障。由于SiC MOSFET栅极氧化层对温度较为敏感，短路时器件过热会降低其氧化层的稳定性，严重时甚至损坏器件，因此，在设计短路保护电路时应充分考虑这一点。另外，由于SiC BJT本身具有一定的限流能力，短路承受能力较强，故其对保护电路的要求相对较低。

4 结 论

SiC功率器件的性能优势有助于提高功率变换器的整机效率、功率密度和恶劣环境工作能力。但其大范围应用仍必须解决应用现场可靠性等问题。本文针对SiC功率器件的短路承受能力这一关键问题，分析了SiC功率器件的短路机理，并结合目前3种已商业化的SiC可控器件，对其短路特性、短路检测及保护方法进行了对比分析。

(1) 温度升高，有助于降低SiC器件的电流应力，但同时使其短路承受时间大大减少。

(2) 对于单极型功率器件，SiC MOSFET短路时饱和电流密度减小速度比SiC JFET慢，导致SiC MOSFET温度上升更快。更低的饱和速度使SiC MOSFET的电流密度比SiC JFET更大。因此，SiC MOSFET需承受最大的短路电流，同时在断开短路电流时，SiC MOSFET需承受的过电压最高。

(3) 对于双极型功率器件，由于受电流增益β的限制，SiC BJT短路承受能力最强，稳定性最好。

(4) 与去饱和检测方法相比，寄生电感电压检测方法故障响应更快，但由于寄生电感的压降相对很小且对寄生参数的依赖性较大，保护电路参数设计较为困难。

(5) SiC MOSFET栅极氧化层界面稳定性与温度密切相关，即使短路电流被断开，但由于短路瞬态的热量从漂移区传递到栅极氧化层，仍可能会导致SiC MOSFET栅极失控，损坏器件。因此,在设计短路保护电路时应充分考虑这一点。而SiC BJT因器件本身的特性，短路承受能力较强，对保护电路的要求相对较低。

(6) 随着工艺的进步，虽然SiC MOSFET栅极氧化层界面稳定性有所提高，但是对于任何SiC功率器件，限制短路故障时间和故障电流无疑是保护器件、提高系统可靠性的最佳办法。

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Review of Silicon Carbide Power Transistors:Short-Circuit Evaluation and Protection

XU Kefeng1， QIN Haihong1， LIU Qing1， WANG Dan1， ZHANG Ying1， DAI Weili2

(1. Center for More Electric Aircraft Power System， College of Automation Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing 211106， China;2. Jiangsu Key Laboratory of Power Transmission and Distribution Equipment Technology,College of Internet of Things Engineering, Heihai University, Changzhou 213022, Jiangsu, China)

For silicon carbide (SiC) power devices, short-circuit protection capability is a key issue concerning reliability and safety of the devices. Two types of short-circuit faults are introduced, and their mechanism is analyzed in detail. Characteristics of three typical SiC power devices including SiC MOSFET, SiC JFET and SiC BJT are analyzed and compared under short-circuit conditions. Short-circuit detection and protection for these three devices are compared and summarized. Finally, short-circuit capability of SiC power devices and protection problems are discussed.

silicon carbide(SiC); power device; short-circuit characteristics; short-circuit protection

2016 -07 -09

国家自然科学基金项目资助(51277095)；教育部博士点基金项目资助(20123218120017)；中央高校基本科研业务费专项资金项目资助(NS2015039，NS20160047)；江苏高校优势学科建设工程项目资助

徐克峰(1991 -)，男，硕士生，主要研究方向为碳化硅功率器件应用技术、功率变换技术， E-mail： 920559809@qq.com

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