高壓快速軟恢復(fù)二極管研究.pdf

1、隨著功率器件向著大容量、高頻率方向的發(fā)展，對(duì)續(xù)流二極管也提出了更嚴(yán)格的要求，硅作為自然界最豐富的材料之一，以硅為基礎(chǔ)的功率器件仍將是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)的主流器件。因此，研究硅基功率二極管的快速軟恢復(fù)技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化或改進(jìn)器件結(jié)構(gòu)，獲得在應(yīng)用中滿意的反向恢復(fù)特性具有很現(xiàn)實(shí)的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先簡(jiǎn)要分析了硅基功率二極管的反向恢復(fù)特性原理，指出了要想獲得軟關(guān)斷特性，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)器件內(nèi)部載流子的反轉(zhuǎn)分布；在此基礎(chǔ)上，提出了

2、一種場(chǎng)電荷抽取二極管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對(duì)陰極進(jìn)行改進(jìn)，在陰極部分引入P+層，在關(guān)斷末期，通過器件內(nèi)部電場(chǎng)的作用，使得陰極的P+部分注入空穴，減緩了反向恢復(fù)電流的變化率，從而獲得軟關(guān)斷特性；并簡(jiǎn)要介紹了表征功率二極管反向恢復(fù)特性的參數(shù)。
　　接著，詳細(xì)討論了場(chǎng)電荷抽取二極管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從理論上探討了器件反向恢復(fù)特性與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并給出它們之間的數(shù)學(xué)計(jì)算式；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)150A/1200V的場(chǎng)電荷抽取二極管結(jié)構(gòu)，采用數(shù)值模擬的

3、方法驗(yàn)證了器件的正向?qū)ㄌ匦浴⒎聪蜃钄嗵匦院蛣?dòng)態(tài)開關(guān)特性。結(jié)果表明：場(chǎng)電荷抽取二極管結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)快速軟關(guān)斷，相比少子壽命技術(shù)二極管其關(guān)斷損耗更小。
　　然后，對(duì)場(chǎng)電荷抽取二極管結(jié)構(gòu)的反向恢復(fù)特性作了進(jìn)一步的探討，討論了在低溫、高換向率di/dt下，器件反向恢復(fù)特性的變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：場(chǎng)電荷抽取二極管在上述條件下，仍能夠?qū)崿F(xiàn)軟關(guān)斷，具有較強(qiáng)的耐動(dòng)態(tài)雪崩的能力。最后，優(yōu)化了器件結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得器件反向特性到達(dá)最佳。
　　在結(jié)構(gòu)研