碳化硅电力电子器件

以硅器件为基础的电力电子技术，因大功率场效应晶体管(功率MOS)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等新型电力电子器件的全面应用而日臻成熟。目前这些器件的开关性能，已随其结构设计和制造工艺的相当完善，而接近其材料特性决定的理论极限，依靠硅器件继续完善和提高电力电子器件装置与系统的潜力已十分有限。伴随新世纪的到来，实用化和商品化的碳化硅肖特基势垒功率晶体管以其初露的优势特性，证实了它在改善以硅器件为基础的电力电子技术方面将引起革命性变化。     

碳化硅电力电子器件及其应用的研发新进展

综合评述诸如肖特基势垒二极管、pn结二极管、功率MOS、功率JFET、BJT、GTO、GCT以及功率模块等各种碳化硅电力电子器件研究开发的最新进展及其发展前景，指出碳化硅的优势不仅仅限于能提高功率开关器件的电压承受能力、高温承受能力和兼顾频率与功率的能力，还在于能大幅度降低器件的功率消耗，使电力电子技术的节能优势得以更加充分的发挥；文章还对碳化硅器件在电力电子领域特别是电力变换器方面的初步应用及开发情况也做了简略介绍。     

碳化硅电力电子器件及其制造工艺新进展

评述了各种碳化硅电力电子器件研究开发的最新进展及其发展前景,指出碳化硅的优势不仅仅限于能提高功率开关器件的电压承受能力、高温承受能力和兼顾频率与功率的能力,还在于能大幅度降低器件的功率损耗,使电力电子技术的节能优势得以更加充分地发挥.针对碳化硅材料的特殊性和实现碳化硅器件卓越性能的需要,分析了器件工艺当前亟待解决的问题.     

碳化硅电力电子器件及其制造工艺新进展

评述了各种碳化硅电力电子器件研究开发的最新进展及其发展前景,指出碳化硅的优势不仅仅限于能提高功率开关器件的电压承受能力、高温承受能力和兼顾频率与功率的能力,还在于能大幅度降低器件的功率损耗,使电力电子技术的节能优势得以更加充分地发挥.针对碳化硅材料的特殊性和实现碳化硅器件卓越性能的需要,分析了器件工艺当前亟待解决的问题.     

SiC电力电子器件对电力系统的影响

宽禁带SiC材料被认为是高性能电力电子器件的理想材料,比较了Si和SiC材料的电力电子器件在击穿电场强度、稳定性和开关速度等方面的区别,着重分析了以SiC器件为功率开关的电力电子装置对电力系统中柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电(HVDC)装置、新能源技术和微电网技术领域的影响。分析表明,SiC电力电子器件具有耐高压、耐高温、开关频率高、损耗小、动态性能优良等特点,在较高电压等级(高于3 kV)或对电力电子装置性能有更高要求的场合,具有良好的应用前景。     

SiC电力电子器件喷薄欲发

以Si为代表的传统半导体电力器件可满足电力电子对功率大、工作速度快、通态电阻小、驱动功率低等方面的应用要求。但是,只有SiC等宽禁带半导体材料才能根本上解决电力电子对高击穿电压高工作温度等方面的要求,并有可能省去过流、过压、过温等保护装置。这主要归功于SiC具有很高的击穿场强良好的热导率和热稳定性。     

电力电子器件的应用初探

介绍电力电子器件的发展过程，对各种器件的特性进行比较和分析，并对各种器件的部分应用情况及应用中应注意的问题进行了归纳总结，最后得出一些结论。     

碳化硅材料在微电子机械系统中的应用

碳化硅材料包括单晶碳化硅、多晶碳化硅、无定形碳化硅等,由于其显著的材料特性,如耐热、耐磨、化学惰性和高硬度等,近年来在微电子机械系统(MEMS)领域受到越来越多的关注。应用特定的工艺条件将碳化硅材料制成MEMS器件,可以在某些特殊条件下使用,克服了常规材料本身的局限性,从而为碳化硅材料的应用开发了新的领域。追踪这一国际热点研究问题,针对以上几种不同形态材料,分别举例说明了它们在MEMS领域应用的进展情况。     

A review of manufacturing technologies for silicon carbide superjunction devices

Superjunction technology is believed to reach the optimal specific on-resistance and breakdown voltage trade-off.It has become a mainstream technology in silicon high-voltage metal oxide semiconductor field effect transistor devices.Numer-ous efforts have been conducted to employ the same concept in silicon carbide devices.These works are summarized here.     

电子电力变压器在光伏发电系统中的运用分析

随着社会经济的不断发展,人们对于电力能源的需求量逐年上涨,传统的化石能源,由于其储量有限,且应用过程中会对环境产生较严重的影响,故应用和开发新能源势在必行.光伏发电是一种用可再生性的清洁能源,通过电子电力变压器接入微电网中,使其具备了一定的事故运行能力,并增强了系统的稳定性和安全性.文章对电子电力变压器在光伏发电系统中的运用进行了分析.     

浅谈电子电工技术在电力系统中的应用

本文针对电子电工技术在电力系统中的作用进行了分析,同时为该技术的推广提出了相应的建议.     

Progress in silicon carbide semiconductor electronics technology

Silicon carbide’s demonstrated ability to function under extreme high-temperature, high-power, and/or high-radiation conditions is expected to enable significant enhancements to a far-ranging variety of applications and systems. However, improvements in crystal growth and device fabrication processes are needed before SiC-based devices and circuits can be scaled-up and incorporated into electronic systems. This paper surveys the present status of SiC-based semiconductor electronics and identifies areas where technological maturation is needed. The prospects for resolving these obstacles are discussed. Recent achievements include the monolithic realization of SiC integrated circuit operational amplifiers and digital logic circuits, as well as significant improvements to epitaxial and bulk crystal growth processes that impact the viability of this rapidly emerging technology.     

基于电力电子技术在电力系统中的应用研究

近年来,在社会的进步和科学技术的推动作用下,我国电力电子技术得以迅速发展,且在各行业中得到了广泛的应用。本文主要从电力电子技术在发电环节、输电环节、配电环节和节能环节的运用,以及未来的发展趋势进行探讨。     

论电力自动化系统中电子信息技术应用研究

最近几年我国在电力领域的改革取得了一些新的成就,部分新技术在电力领域被广泛推广和应用.作为现代信息时代和科技时代的今天,电子信息技术的应用成为信息时代的主导应用技术,它的应用对保障电力自动化系统的安全稳定运行加了一把保险锁.新的发展阶段促使电力化系统的程度提高作为主导出现,这就对电力自动化系统中电子信息技术的应用研究提出了新的发展要求,使电子信息技术手段不断优化,不断强化.强化电子自动化系统中电子信息技术的应用理论研究,方能进一步为电力自动化信息系统的可靠性提供运行依据.     

电工电子与网络化技术在电力系统的应用

本文主要针对电力系统中使用电工电子与网络技术的优势进行分析,分析这两项技术应用的效果,对其中存在的一系列问题进行研究,希望可推动我国电力系统良好稳定的发展下去.     

Electrical characteristics of rectifying polycrystalline silicon/silicon carbide heterojunctions

This paper presents a study of the rectifying properties of heavily doped polycrystalline silicon (polysilicon) on 4H silicon carbide (4H-SiC). Current properties and barrier heights were found using analysis of the heterojunction. This revealed that Schottky analysis would be valid for the large barrier height devices. Isotype and an-isotype devices were fabricated on both p-type and n-type SiC and the electrical characteristics were investigated using capacitance vs voltage measurements, current vs voltage measurements (I-V), and temperature I-V measurements. Extraction of the barrier height, built-in potential, and Richardson constant were made and then compared to theoretical values for the heterojunction. Temperature I-V measurements demonstrated that the current transport mechanism is thermionic emission, confirming the validity of the Schottky diode model. The I-V characteristics show near ideal diode rectifying behavior and the capacitance-voltage characteristics show ideal junction space charge modulation for all polysilicon/SiC combinations. These experimental results match well with heterojunction band-offset estimated barrier heights and demonstrate that the barrier height of the polysilicon/4H SiC interface may be controlled by varying the polysilicon doping type.     

Electronic transport properties of the armchair silicon carbide nanotube

The electronic transport properties of the armchair silicon carbide nanotube (SiCNT) are investigated by using the combined nonequilibrium Green's function method with density functional theory. In the equilibrium trans-mission spectrum of the nanotube, a transmission valley of about 2.12 eV is discovered around Fermi energy, which means that the nanotube is a wide band gap semiconductor and consistent with results of first principle calculations.More important, negative differential resistance is found in its current voltage characteristic. This phenomenon orig-inates from the variation of density of states caused by applied bias voltage. These investigations are meaningful to modeling and simulation in silicon carbide nanotube electronic devices.