概念 — 非線性電容萃取
從 datasheet 量測值反推連續非線性電容 C_gs(V)、C_gd(V_DS)、C_ds(V_DS) 的方法,用於大信號切換仿真。
動機
datasheet 的 C_iss, C_oss, C_rss 是 V_GS=0V 小信號 AC 量測,低 V_DS 區域失真(C_gd 暴增 10~100× 量不到)。直接用於 DPT 仿真會低估切換損耗與 dv/dt 過渡。
量測關係(小信號)
- C_iss = C_gs + C_gd
- C_oss = C_ds + C_gd
- C_rss = C_gd(Miller 電容)
三步萃取(見 2026-joe-nonlinear-capacitance-power-fet)
- C_gs 與 V_plat:C_gs ≈ C_iss − C_rss(近常數);V_plat = Q_GS / C_gs(須落在 V_GS(th) 與 V_drive 間)。
- C_gd(V_DS):高壓區 C_gd,high = C_rss;低壓區 C_gd,low 由 overdrive 區電荷反推;用 Lorentzian/smooth-step 連續化,V_trans,gd 由 Q_GD 積分定。
- C_ds(V_DS)(GaN):sigmoidal/Hill——C_metal + C_2DEG/[1+(V_DS/V_trans)
為什麼用電荷而非 AC
Q=∫C(v)dv,對整條軌跡連續積分,在低偏壓不受儀器限制,可捕捉峰值與膝電壓。見 charge-conservation-qv。