“薄基區(qū)-緩沖層-透明陽(yáng)極”RSD換流特性研究.pdf

1、大功率超高速半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)RSD（Reversely Switched Dynistor）是一種基于可控等離子層換流原理的新型固體開(kāi)關(guān)。RSD可實(shí)現(xiàn)數(shù)百千安培電流、數(shù)十千伏高電壓、微秒納秒級(jí)開(kāi)通三者完美的統(tǒng)一，是現(xiàn)代脈沖功率系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)器件的理想選擇之一。RSD獨(dú)特的開(kāi)通原理使得它克服了晶閘管類(lèi)功率器件在導(dǎo)通過(guò)程中電流局部化問(wèn)題，提高了器件的通流能力，在脈沖功率系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。
　　 本文簡(jiǎn)要介紹了RSD的基本開(kāi)通工作原理以

2、及開(kāi)通電路，并分析了RSD觸發(fā)開(kāi)通的臨界條件?；赗SD基本結(jié)構(gòu)和工作原理，從理論上詳細(xì)分析了引入的“薄基區(qū)－緩沖層－透明陽(yáng)極”結(jié)構(gòu)對(duì)RSD開(kāi)通、阻斷電壓、關(guān)斷幾個(gè)方面的影響；協(xié)調(diào)重頻高幅值RSD通態(tài)、斷態(tài)和開(kāi)關(guān)三者特性，有利于RSD應(yīng)用在重復(fù)頻率脈沖工況。并且從格列霍夫模型出發(fā)，通過(guò)理論計(jì)算，驗(yàn)證了引入緩沖層后改善了器件的預(yù)充狀況、提高了阻斷電壓、減小了功率損耗，從而證明了引入這種結(jié)構(gòu)的合理性。
　　 本文還探索了制備RSD器

3、件的兩種工藝：Al燒結(jié)工藝以及二次硼擴(kuò)散工藝，試制出了多批樣品，基本上形成了成型和完整的工藝流程。通過(guò)對(duì)采用不同工藝流程制備的含不同緩沖層濃度RSD管芯以及不含緩沖層RSD管芯的開(kāi)通波形對(duì)比，得出了緩沖層濃度對(duì)不同制備工藝的影響，并進(jìn)一步分析了其中的原因。采用場(chǎng)發(fā)射掃描電境(FSEM)對(duì)Al燒結(jié)工藝制備的樣品進(jìn)行檢測(cè)，證明了采用Al燒結(jié)工藝實(shí)現(xiàn)透明陽(yáng)極的可行性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同陰極版圖進(jìn)行了有益的探索，改進(jìn)后的版圖對(duì)于改善RSD預(yù)充及其