少子寿命分布对快恢复二极管特性影响的仿真研究

发布时间：2017-08-02 21:29

  本文关键词：少子寿命分布对快恢复二极管特性影响的仿真研究

  更多相关文章： 快恢复二极管 局域寿命控制 Silvaco软件仿真 参数特性 折衷

【摘要】：快恢复二极管(FRD)主要参数包括:反向恢复时间trr,软度因子S和反向恢复峰值电流Irr。为了减小trr,工业技术从使用金扩散技术到铂扩散技术再到电子辐照技术,大幅降低了半导体器件漂移区内的少数载流子寿命,达到了减小trr的目的,但软度因子没有改善,同时增加了正向导通压降VF,使二极管在电路中功耗增大,严重制约了快恢复二极管在实际中优势的发挥。本文利用Silvaco仿真软件,将局域寿命控制技术作为研究的重点,分别对反向恢复时间trr,软度因子S,反向恢复峰值电流Irr进行了分析,综合考虑trr、S、Irr、VF之间的关系,仿真优化局域少子寿命的结构参数。通过低寿命控制区的位置进行仿真优化表明:最佳低寿命区位于PN结附近,局域寿命控制技术既能增加软度因子S,又能保持低的正向导通压降VF。低寿命区域最佳厚度取决于低寿命区的寿命。局域低寿命区的最佳宽度与最佳少子寿命值以及最大软度因子,对快恢复二极管的理论设计与工业制造有极强的理论意义与实际意义,改善了传统快恢复二极管降低反向恢复时间的同时,不能提高软度因子的问题,并且有利于正向压降的降低。
【关键词】：快恢复二极管 局域寿命控制 Silvaco软件仿真 参数特性 折衷
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN31
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-11
• 1.1 研制快恢复二极管的意义8
• 1.2 快恢复二极管的国内外研究动态8-9
• 1.3 论文的主要工作9-11
• 第2章 FRD特性的理论分析11-22
• 2.1 FRD的阻断特性11-13
• 2.1.1 穿通结构的阻断特性11-12
• 2.1.2 非穿通结构的阻断特性12-13
• 2.2 FRD的通态特性13-15
• 2.3 FRD的反向恢复特性15-21
• 2.4 FRD的综合特性分析21-22
• 第3章 复合与寿命22-32
• 3.1 复合中心复合22-24
• 3.2 大注入寿命24-25
• 3.3 小注入寿命25
• 3.4 空间电荷产生寿命25-27
• 3.5 大注入器件复合能级的优化27-29
• 3.6 局域寿命控制技术的优势29-30
• 3.7 本章小结30-32
• 第4章 FRD仿真模型与仿真方法32-37
• 4.1 PiN二极管结构参数的设计32-33
• 4.2 Silvaco软件简介33-34
• 4.3 主要物理模型的选取34-35
• 4.4 用于反向恢复特性仿真的电路分析35-36
• 4.5 主要仿真方法36-37
• 第5章 FRD特性仿真与结构参数优化37-52
• 5.1 低寿命区位置对反向恢复特性影响的仿真分析37-40
• 5.1.1 低寿命区位置对软度因子的影响分析37-39
• 5.1.2 低寿命区位置对反向峰值电流的影响分析39
• 5.1.3 低寿命区位置对反向恢复时间的影响分析39-40
• 5.2 局域寿命控制对通态特性的影响分析40-43
• 5.3 低寿命区寿命值对反向恢复特性影响的仿真分析43-47
• 5.3.1 低寿命区寿命值对软度因子的影响分析43-45
• 5.3.2 低寿命区寿命值对反向峰值电流的影响分析45-46
• 5.3.3 低寿命区寿命值对反向恢复时间的影响分析46-47
• 5.4 局域少子寿命控制对载流子分布影响的分析47-51
• 5.5 本章小结51-52
• 第6章 FRD测试结果分析52-62
• 6.1 PN结边缘造型技术52-53
• 6.2 局域寿命控制技术制作FRD的工艺简介53-55
• 6.3 实验样品电参数测试结果55-61
• 6.3.1 第一批实验参数55-57
• 6.3.2 第二批实验参数57-58
• 6.3.3 第三批实验参数58-61
• 6.4 本章小结61-62
• 第7章 结论62-63
• 参考文献63-66
• 在学研究成果66-67
• 致谢67

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本文编号：611302