在本博客系列我們將介紹寬禁帶生態(tài)系統(tǒng)和顛覆性的仿真建模。

寬禁帶材料使我們能夠跨越目前基于硅的技術。它們的帶隙大，導致介電擊穿更高，使導通電阻 (RSP) 更低。較高的電子飽和速度使高頻設計和工作成為可能。較低的漏電流和較好的熱導率有利于在高溫下的工作。

安森美半導體提供一個重點圍繞寬禁帶方案的獨一無二的生態(tài)系統(tǒng)，從提高強固性和速度的 SiC 二極管、SiC MOSFET，一直到 SiC MOSFET 的高端 IC 門極驅(qū)動器。除了硬件，我們還提供物理 SPICE 模型，幫助設計人員在仿真中實現(xiàn)其應用性能而無需昂貴的測量周期。

我們的預測性離散建模支持系統(tǒng)級仿真，從而優(yōu)化系統(tǒng)級品質(zhì)因數(shù)如能效，而不僅僅是器件級的品質(zhì)因數(shù)如 RDS (ON)。此外，設計人員還可有信心仿真數(shù)據(jù)表中未涵蓋的工作條件，如開關應用中的不同溫度、總線電壓、負載電流和輸入門極電阻等。

為實現(xiàn)這一切，模型必須是基于物理的、直觀的、預測的，最重要的是準確的。

在 IC 行業(yè)，追溯至幾十年前，支持 CAD 設計的環(huán)境采用 SPICE 模型已對于 IC 設計人員準確預測電路性能、縮短制造周期具有重要意義。直至今日，電力電子 CAD 環(huán)境遠遠落后于 IC 行業(yè)，部分原因是缺乏可靠的 SPICE 模型。電力電子器件模型基于簡單的子電路和復雜的非物理行為的模型，最終仿真的可靠性不高。

簡單的子電路太初級，無法充分捕獲所有器件的性能。在圖1中，我們展示了一個 CRSS 圖，將一個典型的簡單模型 (藍色) 與我們更先進的物理模型 (綠色) 和測量數(shù)據(jù) (紅色) 進行比較。顯然，您可看到簡單的模型沒有捕獲到非線性電容效應，最終導致了不準確的動態(tài)開關仿真。

眾所周知，更為精確、復雜行為的模型會導致收斂問題。此外，此類模型通常由專用的仿真器行為語言 (如 MAST?) 編寫，因此不能跨多個仿真器平臺進行移植。

一般而言，電力電子模型顯然不是基于工藝技術和布板的，也不是基于芯片布局的可擴展性。

通過我們的物理可擴展模型，我們開發(fā)了一個適用于整個技術平臺的模型。也就是說，它不是一個由經(jīng)驗擬合參數(shù)填充的單個模型庫，最終的曲線適合每一產(chǎn)品。通過我們的芯片擴展，我們可在一種技術內(nèi)快速衍生，只需輸入給定產(chǎn)品的芯片布局參數(shù)。

在下一個層次，模型中基于物理工藝的相關性使我們能夠預測新的虛擬技術變化的影響。顯然，早期設計有助于從應用角度推動技術需求，并加快上市時間。一方面，工藝和設備設計工程師使用限定的元器件仿真，也稱之為 TCAD。另一方面，應用級和系統(tǒng)級設計人員使用基于 SPICE 的仿真環(huán)境?；诠に噮?shù)的 SPICE 模型有助于將這兩方面結(jié)合起來。