2500V/2A快恢复二极管的优化设计
发布时间：2020-12-23 22:27
2500V/2A的快恢复二极管具有导通电压低、开关时间短、体积小（直径仅为3mm）等优点,在航天航空及军事领域有着广泛且重要的应用。本文通过分析影响二极管的静态与动态特性的因素,研究了LC振荡形成的原因与减缓机制,重点探究了影响动态雪崩耐量的主要因素,最终优化得到了i区、缓冲层、P区与终端的结构参数。主要研究工作和研究成果如下:（1）分析了阴极侧缓冲层及P区的结构参数与少子寿命对2500V/2A快恢复二极管反向恢复特性的影响,得出了P区掺杂浓度减小,少子寿命降低以及缓冲层浓度梯度减小均可使二极管的反向恢复时间减小。（2）探究了反向恢复末期2500V/2A快恢复二极管产生LC振荡的原因及引入阴极侧缓冲层结构对LC振荡的抑制,结果表明加入缓冲层结构能够避免pn结与nn+结处的电场穿通,消除了振荡现象。（3）研究了P区掺杂浓度与阴极侧缓冲层结构对2500V/2A快恢复二极管动态雪崩耐量的影响,并对其进行了优化。结果显示,二极管nn+结处的电场峰值强度从2.1×105V/c减小至1×104V/cm,雪崩耐量得到提高。（4）结合以上结论,经仿真优化,确定了二极管i区,P区,缓冲层,斜角终端的主要...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二极管的结构（a）非穿通型pin二极管电场分布（b）穿通型pin二极管电场分布
图 2-3 二极管结构示意图Fig.2-3 Schematic diagram of diode structure特性的影响定正向偏压时，会使二极管立即导通，为二极管的正向导通电压。二极管的正体压降 Vm，nn+结处的压降，以及形成几部分组成。即：FjCmV V V V杂浓度足够高，且与金属电极形成了良区压降之和 VC较小，可以忽略。故影降的大小。i 区的体压降增加，则正向nmqDKTWV 832
（a） （b）图 2-4 二极管不同 i 区厚度正向特性（a）正向 I-V 特性（b）VF与 i 区厚度的关系Fig.2-4 Different i zone thickness forward characteristics (a) Postive I-V characteristics (b) The relationshbetwent VFand the thickness of i zone由图 2-4 可知，i 区厚度越厚，正向导通压降越大。i 区厚度的变化不仅影响二极管正向导通电压，还影响着二极管的击穿电压。图 2-5 是对 i 区厚度分别为 200μm、210μm220μm、230μm、240μm、250μm 的二极管进行反向 I-V 特性仿真的结果。发现当 i 区度从 200μm 增加到 250μm，二极管的击穿电压也有明显的增加趋势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双基区结构快速软恢复二极管特性研究[J]. 王建,梁琳,李有康,李晓明,余岳辉. 电工技术学报. 2015(18)
[2]铂扩散工艺对硅快恢复二极管特性的影响[J]. 曾祥斌,孙树梅,袁德成,蒋陆金. 华中科技大学学报(自然科学版). 2007(09)
[3]局域铂掺杂寿命控制快恢复二极管的研究[J]. 韩宝东,胡冬青,谢书珊,贾云鹏,亢宝位. 半导体技术. 2006(07)
[4]金铂双掺杂快恢复二极管特性的研究[J]. 金德虎,潘飞蹊,伍登学,游志朴. 四川大学学报(自然科学版). 2001(S1)
[5]应用12MeV电子束辐照效应制造硅P~＋NN~＋高频整流二极管[J]. 杭德生. 辐射研究与辐射工艺学报. 1995(01)
本文编号：2934441
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二极管的结构（a）非穿通型pin二极管电场分布（b）穿通型pin二极管电场分布
图 2-3 二极管结构示意图Fig.2-3 Schematic diagram of diode structure特性的影响定正向偏压时，会使二极管立即导通，为二极管的正向导通电压。二极管的正体压降 Vm，nn+结处的压降，以及形成几部分组成。即：FjCmV V V V杂浓度足够高，且与金属电极形成了良区压降之和 VC较小，可以忽略。故影降的大小。i 区的体压降增加，则正向nmqDKTWV 832
（a） （b）图 2-4 二极管不同 i 区厚度正向特性（a）正向 I-V 特性（b）VF与 i 区厚度的关系Fig.2-4 Different i zone thickness forward characteristics (a) Postive I-V characteristics (b) The relationshbetwent VFand the thickness of i zone由图 2-4 可知，i 区厚度越厚，正向导通压降越大。i 区厚度的变化不仅影响二极管正向导通电压，还影响着二极管的击穿电压。图 2-5 是对 i 区厚度分别为 200μm、210μm220μm、230μm、240μm、250μm 的二极管进行反向 I-V 特性仿真的结果。发现当 i 区度从 200μm 增加到 250μm，二极管的击穿电压也有明显的增加趋势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]双基区结构快速软恢复二极管特性研究[J]. 王建,梁琳,李有康,李晓明,余岳辉. 电工技术学报. 2015(18)
[2]铂扩散工艺对硅快恢复二极管特性的影响[J]. 曾祥斌,孙树梅,袁德成,蒋陆金. 华中科技大学学报(自然科学版). 2007(09)
[3]局域铂掺杂寿命控制快恢复二极管的研究[J]. 韩宝东,胡冬青,谢书珊,贾云鹏,亢宝位. 半导体技术. 2006(07)
[4]金铂双掺杂快恢复二极管特性的研究[J]. 金德虎,潘飞蹊,伍登学,游志朴. 四川大学学报(自然科学版). 2001(S1)
[5]应用12MeV电子束辐照效应制造硅P~＋NN~＋高频整流二极管[J]. 杭德生. 辐射研究与辐射工艺学报. 1995(01)
本文编号：2934441
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