RSD預(yù)充對(duì)開(kāi)通電壓峰值的影響研究.pdf

1、反向開(kāi)關(guān)晶體管(Reversely Switched Dynistor,RSD)是一種新型大功率超高速半導(dǎo)體開(kāi)關(guān),具有正向耐壓高、通流能力強(qiáng)、換流速度快、工作壽命長(zhǎng)和重復(fù)頻率高等特點(diǎn),在高電壓大電流脈沖功率領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
　　RSD的開(kāi)通過(guò)程包括反向預(yù)充和正向?qū)?正向?qū)〞r(shí)RSD的電壓會(huì)出現(xiàn)一個(gè)短時(shí)的尖峰,稱之為開(kāi)通電壓峰值。開(kāi)通電壓峰值是RSD的一項(xiàng)十分重要的參數(shù),降低開(kāi)通電壓峰值有利于減小RSD功率損耗,這對(duì)于降低器

2、件工作溫升、延長(zhǎng)RSD使用壽命以及推廣器件的應(yīng)用具有重要意義。
　　以前的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在一定范圍內(nèi),對(duì)應(yīng)于一定的預(yù)充時(shí)間,預(yù)充電流越大,預(yù)充電荷量越大,RSD開(kāi)通電壓峰值越小。本文在此基礎(chǔ)上,研究了對(duì)應(yīng)于一定的預(yù)充電荷量,不同的預(yù)充時(shí)間對(duì)RSD開(kāi)通電壓峰值的影響。首先從功率半導(dǎo)體器件物理和RSD可控等離子層換流原理出發(fā)導(dǎo)出了Grekhov開(kāi)通電壓模型,然后通過(guò)RSD直接預(yù)充電路實(shí)驗(yàn)詳細(xì)分析了RSD的開(kāi)通機(jī)理。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了可行

3、的開(kāi)通電路實(shí)驗(yàn)方案,結(jié)果顯示,在預(yù)充電流注入的電荷量一定的情況下,隨著預(yù)充時(shí)間的增大,RSD開(kāi)通電壓峰值先減小后增大。最后本文提出了有效預(yù)充電荷量的概念,即預(yù)充電流注入的電荷量減去在反向預(yù)充過(guò)程中由于大注入下載流子復(fù)合效應(yīng)消耗的部分之后所剩余的電荷量,并以此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出了解釋。
　　RSD的最小開(kāi)通電壓峰值對(duì)應(yīng)于最大的有效預(yù)充電荷量,在RSD實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)本文設(shè)計(jì)的開(kāi)通電路實(shí)驗(yàn)方案調(diào)整電路參數(shù)使RSD盡量工作在預(yù)充時(shí)間與此相對(duì)應(yīng)