一种MOS栅控脉冲功率器件dV/dt抗性的研究
发布时间：2021-02-26 07:42
在重复脉冲功率技术不断发展的趋势下,脉冲功率系统对脉冲功率开关器件的技术要求变得更加严苛。其中,由于重复脉冲功率技术高压、高频次的性能特点,作为功率转换枢纽的开关器件的可靠性问题更是受到越来越多的关注。本文研究对象MOS栅控晶闸管（MCT）兼具MOSFET高输入阻抗与晶闸管高电流浪涌能力的优势,成为极具潜力的脉冲功率开关器件。但其在电容储能型脉冲功率系统高压、快速的重复操作过程中,容易受到高的电压变化率dV/dt的影响而导致误开启,大大降低了系统的可靠性。本文旨在针对MOS栅控晶闸管（MCT）的dV/dt抗性进行研究,为实现器件高dV/dt抗性设计作出良好的指导作用。本文主要内容如下:1、简要介绍了脉冲功率技术原理,发展历史与重复脉冲功率技术的发展趋势。对比研究了各类脉冲开关器件性能差异,阐述了MCT器件dV/dt抗性的研究现状。2、从理论上对电容储能型脉冲功率系统进行建模分析,掌握了为获得高电流上升率di/dt与高峰值电流Ipeak的器件性能要求,为器件优化确立了方向。分析了晶闸管与MCT的基本结构与工作原理,同时研究了晶闸管的dV/dt抗性,为MCT器件dV/...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 脉冲功率开关发展概述与dV/dt性能研究现状
1.3 本文主要工作及结构安排
第二章 脉冲功率系统和器件理论基础
2.1 电容储能型脉冲功率系统
2.2 晶闸管dV/dt理论基础
2.2.1 晶闸管结构及工作原理
2.2.2 晶闸管触发条件
2.2.3 晶闸管抗dV/dt能力
2.3 MCT器件理论基础
2.3.1 器件结构与工作原理
2.3.2 正向阻断特性
2.3.3 正向导通特性
2.3.4 动态脉冲放电特性
2.4 本章小结
第三章 MCT的 dV/dt抗性分析
3.1 传统MCT dV/dt抗性模型建立
3.2 高dV/dt抗性的阴极短路MOS栅控晶闸管（CS-MCT）
3.2.1 CS-MCT结构及工作原理
3.2.2 CS-MCT的高dV/dt抗性分析
3.2.3 dV/dt抗性与器件性能矛盾分析
3.3 亚阈电流对CS-MCT器件dV/dt抗性的影响
3.3.1 亚阈电流影响CS-MCT dV/dt抗性的理论模型
3.3.2 仿真分析
3.4 本章小结
第四章 dV/dt抗性测试与分析
4.1 器件动静态参数测试
4.1.1 静态参数测试
4.1.2 动态脉冲测试
4.2 dV/dt抗性测试
4.2.1 dV/dt抗性测试电路
4.2.2 CS-MCT与传统MCT的 dV/dt测试
4.2.3 不同分片的dV/dt抗性测试
4.2.4 亚阈电流对dV/dt抗性影响的测试
4.3 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 本文工作总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]心脏起搏器超声波体外无线充电技术研究[J]. 张春杨,许佳琪,张菁霓,龚洋,何倩,高雪梅,孙瑛琦,杨增涛. 透析与人工器官. 2018(01)
[2]基于微分方程的RLC电路分析[J]. 高新涛. 湖南工业职业技术学院学报. 2018(01)
[3]聚龙一号 我国高功率脉冲技术新的里程碑[J]. 姜洋,邹文康. 国防科技工业. 2016(02)
[4]高重复频率脉冲功率技术及其应用:（7）主要技术问题和未来发展趋势[J]. 江伟华. 强激光与粒子束. 2015(01)
[5]高功率脉冲氢闸流管的设计模拟与实验分析[J]. 周亮,栾小燕,张明. 真空电子技术. 2014(02)
[6]高重复频率脉冲功率技术及其应用:（4）半导体开关的特长与局限性[J]. 江伟华. 强激光与粒子束. 2013(03)
[7]高重复频率脉冲功率技术及其应用:（1）概述[J]. 江伟华. 强激光与粒子束. 2012(01)
[8]脉冲功率技术在环境保护中的应用[J]. 谢瑞,刘军,何湘宁. 电力电子技术. 2010(04)
[9]脉冲功率技术的研究现状和发展趋势综述[J]. 郑建毅,何闻. 机电工程. 2008(04)
[10]半导体开关在脉冲功率技术中的应用[J]. 孟志鹏,张自成,杨汉武,钱宝良. 中国物理C. 2008(S1)
博士论文
[1]大功率固态开关在脉冲功率应用中的特性研究[D]. 王冬冬.复旦大学 2011
硕士论文
[1]一种高压高瞬态功率器件的研究[D]. 刘承芳.电子科技大学 2018
[2]电磁发射用脉冲电源系统及触发真空开关特性研究[D]. 程正.华中科技大学 2007
本文编号：3052277
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 脉冲功率开关发展概述与dV/dt性能研究现状
1.3 本文主要工作及结构安排
第二章 脉冲功率系统和器件理论基础
2.1 电容储能型脉冲功率系统
2.2 晶闸管dV/dt理论基础
2.2.1 晶闸管结构及工作原理
2.2.2 晶闸管触发条件
2.2.3 晶闸管抗dV/dt能力
2.3 MCT器件理论基础
2.3.1 器件结构与工作原理
2.3.2 正向阻断特性
2.3.3 正向导通特性
2.3.4 动态脉冲放电特性
2.4 本章小结
第三章 MCT的 dV/dt抗性分析
3.1 传统MCT dV/dt抗性模型建立
3.2 高dV/dt抗性的阴极短路MOS栅控晶闸管（CS-MCT）
3.2.1 CS-MCT结构及工作原理
3.2.2 CS-MCT的高dV/dt抗性分析
3.2.3 dV/dt抗性与器件性能矛盾分析
3.3 亚阈电流对CS-MCT器件dV/dt抗性的影响
3.3.1 亚阈电流影响CS-MCT dV/dt抗性的理论模型
3.3.2 仿真分析
3.4 本章小结
第四章 dV/dt抗性测试与分析
4.1 器件动静态参数测试
4.1.1 静态参数测试
4.1.2 动态脉冲测试
4.2 dV/dt抗性测试
4.2.1 dV/dt抗性测试电路
4.2.2 CS-MCT与传统MCT的 dV/dt测试
4.2.3 不同分片的dV/dt抗性测试
4.2.4 亚阈电流对dV/dt抗性影响的测试
4.3 本章小结
第五章 总结和展望
5.1 本文工作总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]心脏起搏器超声波体外无线充电技术研究[J]. 张春杨,许佳琪,张菁霓,龚洋,何倩,高雪梅,孙瑛琦,杨增涛. 透析与人工器官. 2018(01)
[2]基于微分方程的RLC电路分析[J]. 高新涛. 湖南工业职业技术学院学报. 2018(01)
[3]聚龙一号 我国高功率脉冲技术新的里程碑[J]. 姜洋,邹文康. 国防科技工业. 2016(02)
[4]高重复频率脉冲功率技术及其应用:（7）主要技术问题和未来发展趋势[J]. 江伟华. 强激光与粒子束. 2015(01)
[5]高功率脉冲氢闸流管的设计模拟与实验分析[J]. 周亮,栾小燕,张明. 真空电子技术. 2014(02)
[6]高重复频率脉冲功率技术及其应用:（4）半导体开关的特长与局限性[J]. 江伟华. 强激光与粒子束. 2013(03)
[7]高重复频率脉冲功率技术及其应用:（1）概述[J]. 江伟华. 强激光与粒子束. 2012(01)
[8]脉冲功率技术在环境保护中的应用[J]. 谢瑞,刘军,何湘宁. 电力电子技术. 2010(04)
[9]脉冲功率技术的研究现状和发展趋势综述[J]. 郑建毅,何闻. 机电工程. 2008(04)
[10]半导体开关在脉冲功率技术中的应用[J]. 孟志鹏,张自成,杨汉武,钱宝良. 中国物理C. 2008(S1)
博士论文
[1]大功率固态开关在脉冲功率应用中的特性研究[D]. 王冬冬.复旦大学 2011
硕士论文
[1]一种高压高瞬态功率器件的研究[D]. 刘承芳.电子科技大学 2018
[2]电磁发射用脉冲电源系统及触发真空开关特性研究[D]. 程正.华中科技大学 2007
本文编号：3052277
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