Полупроводниковые приборы для быстрой коммутации больших мощностей и новые технологические методы их изготовления

• Автор: Костина, Людмила Серафимовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 271 с. : ил

Содержание
Введение

ЧАСТЬ I. ПРИНЦИП КОММУТАЦИИ МОЩНОСТИ С ПОМОЩЬЮ УПРАВЛЯЮЩЕГО ПЛАЗМЕННОГО СЛОЯ И ПРИБОРЫ НА ЕГО ОСНОВЕ
Глава I. Мощный переключатель микросекундного диапазона — реверсивно-включаемый динистор
Е1. Основные физические ограничения коммутационных возможностей приборов тиристорного типа и пути их преодоления
1.2. Принцип коммутации мощности с помощью управляющего плазменного слоя
1.3. Выбор оптимальной конструкции реверсивно включаемого динистора (РВД)
1.4. Физика работы РВД как ключевого элемента схем мощных коммутаторов и коммутационные возможности импульсных РВД
1.5. Технология изготовления приборов, переключаемых с помощью управляющего плазменного слоя
Выводы к гл.

Глава 2. Высокочастотные РВД для работы в генераторном (ф режиме
2.1. Характеристика потерь при коммутации мощности приборами тиристорного типа
2.2. Характеристики управления быстродействующих реверсивно-включаемых динисторов
2.3. Конструктивные особенности и выходные характеристики высокочастотных РВД
2.4. Коммутация импульсов с субмикросекундным фронтом
Выводы к гл.

Глава 3. Реверсивно-включаемые динисторы как новая элементная база мощных полупроводниковых
преобразователей
3.1. О возможности применения РВД в технике преобразования электроэнергии
3.2. Конструктивные варианты РВД для применения в мощных
высокочастотных преобразователях
'♦ 3.3. Расчет оптимальных параметров конструктивного варианта РВД на основе
р+п’прп+- структуры

3.4. Технология изготовления и результаты экспериментального исследования
^ выходных характеристик высоковольтных РВД с повышенным
быстродействием
Выводык гл.
Глава 4. Мощный прибор ключевого типа — реверсивноуправляемый транзистор (РУТ)
4.1. Принцип действия и конструктивные особенности РУТ
4.2. Физические процессы при работе РУТ
4.3. Коммутационные возможности РУТ
(• Выводы к гл.
ЧАСТЬ II. ТЕХНОЛОГИЯ ПРЯМОГО СРАЩИВАНИЯ КАК НОВЫЙ ИНСТРУМЕНТ СОЗДАНИЯ СИЛОВЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ КОММУТАЦИИ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ БОЛЬШИХ МОЩНОСТЕЙ
Глава 5. Принципиальные особенности и перспективы технологии прямого сращивания
5.1. Общие положения. О природе связей, обеспечивающих процесс прямого сращивания

происходит, несмотря на значительную (~25%) долю площади, занятой под шунгировку. В РВД-2 сетки шунтов верхнего и нижнего эмиттеров были развернуты друг относительно друга на 45°. Рабочая площадь и напряжение переключения РВД-1 - 12 см2 и 4,5 кВ; РВД-2 - 4 см2 и 3 кВ соответственно.
Из приведенных на рис .4 зависимостей видно, что ит уменьшается с увеличением плотности тока накачки )и и его длительности ДЬ При одинаковых плотностях коммутируемого тока и длительностях импульса тока накачки предельно малое ит для РВД-2 в 4-5 раз меньше, чем для РВД-1, однако, для этого требуется несколько большая (в 2-2,5 раза) плотность тока накачки. Этот результат, по нашему мнению, связан с тем, что в РВД-2 как прямой ток, так и ток накачки распределены по площади значительно более однородно, чем в РВД-1, Поскольку кривые на рис. 4 построены для усредненных по площади значений плотности тока, следует ожидать, что локальная плотность в РВД-1 существенно выше приведенной на рис.4.
Таким образом, эксперимент показывает, что заряд, необходимый для однородного включения РВД, может быть накоплен за короткое (1,5-3,5 мкс) время сравнительно небольшим током, что открывает возможность осуществить на основе приборов с управляющим плазменным слоем достаточно простые схемы мощных коммутаторов. Полученные экспериментальные данные позволяют также решить вопрос о выборе наиболее перспективных конструкций РВД как мощных переключателей для различных частотных диапазонов.
Проведем сравнительный анализ нескольких приемлемых вариантов структур РВД.
1. Реверсивно-включаемый динистор на базе однородной п+рпп'р+- структуры