4H-SiC PiN二極管開關特性研究.pdf

1、SiC PiN二極管由于具有可控功率大、插入損耗小以及開關速度快等優(yōu)點，在開關電路、限幅器、移相器、衰減器等控制電路中廣泛應用。
　　 本文通過建立SiC PiN的器件模型模擬了臺面結構的4H-SiC PiN二極管的直流特性和開關特性。通過模擬值與實驗值的比較驗證了模型的準確性。在正向電流密度為100A/cm2時，器件的導通電壓VF為3V左右。反向擊穿電壓1335V。與傳統(tǒng)材料相比，4H-SiC PiN二極管具有良好的開關特性。

2、室溫300K，正向注入電流30mA，反向偏置電壓15V時，4H-SiC PiN二極管的漂移區(qū)存儲電荷Qs較低(0.052nC)、開關時間較短(9.1ns)、電流衰減比較快、尾電流很小。同時，重點模擬分析了溫度、載流子壽命、正向電流密度、反向偏置電壓、陽極摻雜濃度等因子對4H-SiC PiN二極管開關特性的影響情況。模擬顯示：溫度越高，正向電流注入越大，載流子壽命越大，開關過程中反向峰值電流越高，開關時間越長。
　　 通常采用壽命

3、控制的方法來改善4H-SiC PiN二極管的開關特性，但是這樣會造成電導調制效應的消弱使得導通損耗增大。通過改進器件結構可以在改善SiCPiN二極管開關特性的同時實現(xiàn)開關速度和正向導通電壓的折中。本文在漂移區(qū)均勻摻雜結構基礎之上提出了漸變摻雜結構，將傳統(tǒng)的漂移區(qū)劃分成三層，摻雜濃度依次漸變，分別是1×1014cm-3、7×1015cm-3和8×1017cm-3。模擬顯示：由于電導調制效應的影響，改進后的4H-SiC PiN二極管能夠在保