对比SBD、JBS、PiN以及对JBS特性改进可能性的分析

发布时间：2020-04-07 05:36

【摘要】：在功率系统中,小的正向开启电压、低反向漏电流、高开关速度和高反向击穿电压是一个良好的整流器件需要具备的条件。对于SiC功率二极管来说,目前的研究重心在SBD、PiN与JBS上。对于肖特基势垒二极管的研究自1975年第一只6H-SiC SBD以来一直持续至今。随着碳化硅的单晶材料与外延质量以及碳化硅工艺水平的提高,优越性能的SiC SBD以及其应用也不断被报道。JBS是一种基于SBD的改进器件,利用PN结势垒来降低隧穿电流对击穿电压的限制,因此在正向模式下由于把肖特基势垒作为主要导电部分,因此获得较高正向电流,而反向模式下具有比SBD更低的反向电流。以上特质使SiC JBS在高压、高速领域都具有广泛应用前景,受到广泛关注。本文主要工作是先对PiN二极管和SBD二极管的物理结构进行分析,分析正反向特性曲线,并根据对应公式分析器件开关速度、正向压降、反向击穿电压等关键要素的影响因素。接着选定器件模拟软件,设定好参数,外接电路,测出正反向特性曲线,并根据之前的猜测改变单一条件得到多条特性曲线,对比可以分析出器件导通特性的改进方法。
【图文】：

二极管,肖特基二极管,耗尽区,反偏

是为了提高肖特基二极管的反向阻断特性，而后为了改善高压硅整流器的正反逡逑向特性提出了混合ＰｉＮ与肖特基二极管结构即ＭＰＳ，随着进一步发展，ＪＢＳ与逡逑ＭＰＳ的区分淡化，都用ＴＯＳ来叙述。ＪＢＳ的物理结构如图１－３，邋ＰＮ结集成在肖逡逑特基结构中，ＪＢＳ正向偏置时，ＰＮ结空间电荷区变窄，ＪＢＳ在低电压下首先开逡逑启，但此时ＰＮ结无法开启，此时ＪＢＳ正向特性主要由肖特基二极管特性决定；逡逑而当ＪＢＳ反偏时，ＰＮ结形成耗尽区，这会使Ｎ型区域扩展，在一定的反偏电逡逑压下，相邻ＰＮ结耗尽区会联通，并且随着反向偏压增加，耗尽层会更加向ＡＴ逡逑３逡逑

特性曲线,元胞,二极管,结构示意图

逦华北电力大学硕士学位论文逦逡逑第二章ＰｉＮ工作原理及特性曲线分析逡逑木章主要介绍ＰｉＮ二极管的物理结构，分析可以描述器件开关特性的重要逡逑参数与计算公式，进一步仿真静态与动态特性曲线，并研究物理结构对特性曲逡逑线的影响。逡逑２．１邋ＰｉＮ的物理结构与工作原理逡逑相比于肖特基器件，ＳｉＣ邋ＰｉＮ二极管器件具有更大高压应用潜力。因为有逡逑少子注入效应，ＳｉＣ邋ＰｉＮ二极管有更小的导通电阻与更大的电流导通能力。与逡逑此同时，因为器件的导通压降不由掺杂浓度和外延厚度决定，这就为器件设计逡逑提供更多便利。与穿通型肖特基器件相比，，ＰｉＮ二极管漏电流更小，更容易实逡逑现高电压阻断。逡逑枿幅
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM461;TN31

【相似文献】