这本关于电力电子的笔记的结构如下：
阅读这些教程的需要电气工程的基础知识。
在这篇关于电力电子的文章中，我们将研究工作温度远高于环境温度的碳化硅(SiC)整流器的行为。我们可以将电路想象成必须在“热环境”中工作的机电牵引系统。
在图1中，D是宽禁带(WBG)半导体二极管。对于正弦输入，我们谈论的是温度远高于300K(即室温)时的输出电压。我们还假设负载电阻是已知的。
图1：半波整流器
从[4]可以看出，电流i由下式给出：
我们可以快速回忆一下等式(1)中涉及的各项。量v是二极管两端的电压降；i0项是反向饱和电流，约为1µA；参数η是无量纲的，我们可以将其近似为1。VT是一个电势，由下式给出：
从(2)中，我们可以看出VT包括二极管和整流器在变热时的行为方式。(1)中使用基尔霍夫第二原理来确定二极管两端的电压：
通过进行适当的替换，我们获得频率为f的正弦输入：
现在必须在软件中找到(4)在高温限制中的解决方案。对于R=10kΩ、VM=120V和f=50Hz，通过使用Mathematica求解，我们获得了T=600K的曲线图，如图2和图3所示。
图2：电流图
图3：输出电压图
现在，我们来看看这个幅度的电路含义：
被称为温度的电压等效值。从(1)中，假设η=1，我们看到：
其中Vγ是二极管的失调电压。因此，我们可以说明如下：
温度的等效电压是失调电压。
因此，将二极管置于高于300K(典型室温)的温度下相当于增加失调电压。更准确地说，我们获得了图4中所示的曲线图，其中我们还看到，对于相同的v，电流随着T的增加而减小。发生这种情况是因为，随着温度升高，二极管的微分电阻(大约等于VT与电流i之间的比率)增加。SiC半导体可以比硅或锗更好地散热，因为它们具有高导热性。这意味着他们不需要散热器。但是，我们将不得不在下一个电力电子教程中研究温度对工作点的影响。
图4：电流图(在i0上归一化)作为电压v的函数(在VT上归一化)
从热力学的角度来看，量VT是热能kBT与电子电荷的比值。最后，我们看到(1)对于给定的温度区间是正确的，但在T→0的极限情况下不是，因为任何半导体在绝对零时都是绝缘体。
Bob是一名电气工程师和电力电子爱好者，正在努力进行一组与WBG二极管(图5)相关的测量，如图6所示。他想使用电压-电流特性计算工作温度，假设反向10µA的饱和电流。
图5：用于测量的电路
图6：Bob执行的测量图
使用Mathematica，第一步是对测量数据列表中的各种项进行排序。然后Bob将不得不执行半对数刻度拟合。准确地说，我们将电压-电流特性近似如下：
其中α=V−1是要确定的参数。通过将电压-电流特性近似为指数，可以得到具有线性趋势的半对数刻度图，如图7所示。
使用拟合操作，我们得到：
图7：Bob在半对数刻度中执行的测量图。该图是通过Mathematica计算环境中列表的Listable属性获得的。
切换到线性刻度并与实验室数据一起绘图，我们得到图8。它如下：
图8：数据与拟合比较图
参考本节的第一个教程，我们想确定当温度升高或降低时会发生什么。
据我们所见，该问题可以通过以下方程组求解：
可以用Mathematica解决。但如果您想查看工作点如何移动，最好在笛卡尔平面(v,i)中以图形方式进行。这些方程中的第一个(10)表示负载线。而第二个是电压-电流特性。出于可视化目的，我们可以更改负载电阻值，设置R=2Ω。假设二极管现在处于正向电压，vin=0.33V，我们得到(在T=300K时)v=0.268V和i=0.032A(图9)。
图9：系统的图形化解决方案(10)
负载线法仅适用于静态条件。由于角系数与保持不变的负载电阻相反，因此当vin变化时，负载线会平行于自身移动。温度变化引起的工作点偏移(如图10所示)更为有趣，因为它可能会影响半导体器件的工作方式。
图10：温度偏移后工作点沿负载线的移动
(原文刊登于EDN姊妹网站Power Electronics News，参考链接：Scientific Notes on Power Electronics: Rectifier and WBG，由Ricardo Xie编译。)
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