Моделирование переходных процессов в силовых полупроводниковых приборах

• Автор: Рабкин, Петр Беньяминович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Таллин
• Количество страниц: 237 c. : ил

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Переходный процесс включения тиристоров

1.2. Переходный процесс выключения тиристоров

1.3. Переходные характеристики силовых диодных и тиристорных структур на основе арсенида галлия

1.4. Моделирование переходных процессов в СПП

1.5. Задачи исследований

ГЛАВА 2. НЕЛИНЕЙНАЯ, НЕИЗОТЕШИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА

ВКЛЮЧЕНИЯ Р-П-Р-П-СТРУКТУРЫ .,

2.1. Основные допущения и исходные уравнения

2.1.1. Постановка задачи

2.1.2. Учет Оже-рекомбинации

2.1.3. Постановка тепловой части задачи
2.2. Нахождение переходных характеристик включения
2.2.1. Решение линеаризованного уравнения непрерывности
2.2.2. Рекуррентные соотношения
2.2.3. Начальное распределение носителей
2.3. Обсуждение результатов расчетов
2.3.1. Краткая характеристика программы
2.3.2. Процесс включения в модели р-п-р-п-структуры с постоянными электрофизическими параметрами
2.3.3. Влияние Оже-рекомбинации
2.3.4. Анализ неизотермической модели
2.3.5. Эксперимент
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. НЕЛИНЕЙНАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА
ВЫКЛЮЧЕНИЯ Р-П-Р-П-СТРУКТУР
3.1. Постановка задачи
3.2. Анализ процессов на этапе прохождения прямого
тока и первом этапе выключения
3.2.1. Решение уравнений непрерывности

3.2.2. Краткое описание алгоритма численного решения интегрального уравнения и нахождения нестационарных концентраций носителей
3.2.3. Обсуждение результатов расчетов
3.3. Анализ второго этапа выключения
3.3.1. Нахождение нестационарных концентраций носителей и переходного обратного тока
3.3.2. Результаты расчетов и обсуждение
3.4. Анализ переходных характеристик и времени выключения в реальных режимах коммутации
3.4.1. Эксперимент
3.5. Анализ влияния формирования обедненной области
на процесс восстановления
3.5.1. Постановка задачи и вывод рекуррентных соотношений
3.5.2. Анализ результатов расчетов и сравнение
с экспериментом
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ВЫКЛЮЧЕНИЯ
ТИРИСТОРОВ В КОМБИНИРОВАННОМ РЕЖИМЕ
4.1. Постановка задачи
4.2. Нахождение нестационарных распределений носителей и переходных характеристик
4.3. Анализ комбинированного выключения
4.4. Эксперимент
4.5. Выводы
ГЛАВА 5. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИЛОВЫХ ДИОДНЫХ И ТИРИСТОРНЫХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ
5.1. Моделирование переходных процессов в (Ж на основе арсенида галлия
5.2. Анализ переходных процессов установления в
силовых диодных и тиристорных структурах
5.2.1. Установление стационарного состояния
в диодах

5.2.2. Процесс включения тиристоров на этапе
установления
5.3. Переходные процессы обратного восстановления силовых диодов и выключения силовых тиристоров
5.3.1. Обратное восстановление диодов
5.3.2. Выключение тиристоров
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список работ по теме диссертации
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение I
Приложение
Приложение

параметров полагаются не зависящими от пространственной координаты, определим усредненное по координате X эффективное время жизни ТТ следующим образом:
Приведенная величина X усредненно характеризует в каждый момент времени скорость рекомбинационных процессов на всем протяжении базовых слоев.
2.1.3. Постановка тепловой части задачи
Для решения неизотермической задачи нахождения переходных характеристик включения к приведенным соотношениям необходимо присоединить нестационарное уравнение теплопроводности с соответствующими начальными и граничными условиями, т.е. построить нестационарную тепловую модель тиристора при включении.
Разработка универсальной тепловой модели тиристора является самостоятельной сложной проблемой /6,7,88,91,169/.
В рамках нашей задачи искомой является усредненная температура во включенной области структуры, которая будет определять в данный момент времени усредненные по толщине базовых слоев значения электрофизических параметров (времен жизни, подвижностей, коэффициентов диффузии и др.). Данное упрощение обусловлено тем, что в описанной выше постановке электрической части задачи не учитываются зависимости указанных электрофизических параметров от координаты.
Учитывая предположение о равномерном распределении плотности тока во включенной области, будем полагать, что мощность выделяется равномерно в объеме р- и п-баз, находящемся внутри проводящего канала. Тогда усредненная по включенной области плотность теплового источника дается выражением:
(2.16)