快速离化二极管（FID）开关特性分析

高功率半导体快速开关器件-FID（Fast Ionization Dynistors快速离化二极管开关）在高功率微波、超宽带技术等方面具有较广的应用。本文详细介绍了FID的基本参数与结构、工作机理,介绍利用FID研制的脉冲发生器和利用FID作为脉冲锐化开关的脉冲实验。     

金属氧化物半导体控制晶闸管的di/dt优化

金属氧化物半导体控制晶闸管(MCT)相比于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)具有高电流密度、低导通压降和快速开启等优势,在高压脉冲功率领域具有广阔的应用前景.作为脉冲功率开关,MCT开启过程对输出脉冲信号质量有很大影响.采用理论分析并结合仿真优化重点研究了MCT开启瞬态特性.通过对MCT开启过程进行详细地理论分析推导,给出了MCT开启过程中阳极电流和上升时间的表达式.结合Sentaurus TCAD仿真优化,将MCT开启过程中电流上升速率(di/dt)由40 kA/s提升至80 kA/s,极大地改善了器件开启瞬态特性.最后,总结提出了提高器件开启瞬间di/dt的设计途径.     

6.5 kV SiC光控晶闸管的研制

基于Sentaurus TCAD软件,研制了一款6.5 kV SiC光控晶闸管.通过优化雪崩击穿模型,对多层外延材料的规格及渐变终端技术进行研究,有效抑制了芯片表面峰值电场,实现了6.5 kV的耐压设计;此外结合实际应用需求,对器件的开通特性进行了仿真模拟.在4英寸(1英寸=2.54 cm)SiC工艺平台制备了6.5 kV SiC光控晶闸管,并对器件性能进行了测试.测试结果显示,芯片击穿电压超过6.5 kV,在4 kV电源电压以及365 nm波长紫外光触发的条件下,器件导通延迟约为200 ns,脉冲峰值电流约为2.1 kA,最大导通电流变化率(di/dt)达到6.3 kA/μs,测试结果与仿真模拟结果基本一致.     

80MW光电导功率开关

以往利用高电阻率光电导半导体由短激光脉冲激励,已产生微微秒上升时间的电脉冲,其中电压高达10kV,电流达100A。文中用光电导功率开关(PCPS)已在25Q负载内产生1.8kA电流脉冲,其上升时间小于5ns,脉宽为200ns。PCPS用作高功率脉冲开关的优点是,结构十分简单,可按比例放大,用光学方法控制。从理论上讲,用单个器件就能开关兆伏(100kV/cm)和兆安(20kA/cm)级电脉冲,而     

声表面波色散延迟线的原理及应用

声表面波器件是近十年来迅速发展起来的新型器件.在脉冲压缩体制雷达中运用声表面波技术制造脉冲压缩色散延迟线,具有尺寸小、重量轻、工作频带宽、时延带宽积高、设计灵活简单、一致性稳定性好、可利用成熟的半导体平面工艺进行加工和能得到良好的脉压性能等特点.这种器件被运用到脉冲压缩雷达之中     

一种带有注入增强缓冲层的4H-SiC GTO晶闸管

门极可关断(GTO)晶闸管是应用在脉冲功率领域中的一种重要的功率器件。目前,由于常规SiC GTO晶闸管的阴极注入效率较低,限制了器件性能的提高。提出了一种带有注入增强缓冲层的碳化硅门极可关断(IEB-GTO)晶闸管结构,相比于常规GTO晶闸管结构,该结构有着更高的阴极注入效率,从而减小了器件的导通电阻和功耗。仿真结果表明,当导通电流为1 000 A/cm^2时,IEB-GTO晶闸管的比导通电阻比常规GTO晶闸管下降了约45.5%;在脉冲峰值电流为6 000 A、半周期为1 ms的宽脉冲放电过程中,器件的最大导通压降比常规GTO晶闸管降低了约58.5%。     

介绍几种特殊的可控硅

快速可控硅 普通可控硅不能在较高的频率下工作.因为器件的导通或关断需要一定时间,同时阳极电压上升速度太快时,会使元件误导通;阳极电流上升速度太快时,会烧毁元件.人们在制造工艺和结构上采取了一些改进措施,做出了能适应于高频应用的可控硅,我们将它称为快速可控硅.它具有以下几个特点.     

杂质非完全离化对SiC n-MOSFET电特性的影响

文章研究了SiC中杂质非完全离化对器件性能的影响.通过考虑场致离化效应,分析了空间电荷区电荷密度与表面势的关系,得出在SiC MOSFET反型条件下,可近似认为杂质完全离化.在此基础上,模拟了4H-SiC MOSFET的漏电流-栅压曲线和迁移率-栅压曲线.模拟结果与实验数据非常吻合.     

超快速高压雪崩三极管器件研制

采用雪崩三极管MARX电路易产生亚纳秒导通前沿的高功率微波脉冲,可应用于激光LED驱动、超快脉冲前沿发生器和高速脉冲发生器等。介绍了雪崩三极管器件的工作原理及设计方法,采用针对雪崩模式工作的npn晶体管的特殊工艺设计,研制出了耐压400V,脉冲电流达80A的雪崩三极管器件并已投入批量生产。给出了雪崩三极管MARX使用电路及测试结果,重复频率可达400kHz。器件采用金属管壳片式封装,具有可靠性高、易于级联使用等优点。     

基于PID技术的深能级光离化截面测试方法

在分析GaN中深能级中心与入射光子问相互作用的基础上,提出了一种基于PID(prortional-integral-deriva-tive)技术的深能级中心光离化截面的测试方法.在针对分子束外延生长GaN材料的光离化截面测试中,使用该方法得到的测试结果同Klein等人报道的HEMTs器件中光离化谱吻合较好,表明基于PID技术的深能级中心光离化截面测试方法能够精确地测试GaN材料中深能级光离化截面.与现有技术相比,该方法的优点是操作方便、测试相对准确,可作为一种缺陷"指纹"鉴定的新方法应用于GaN材料的深能级研究中.