Моделирование электрических параметров и определение времени жизни носителей и времени переключения силовых биполярных полупроводниковых структур

• Автор: Сахмуд Абделькарим Низар
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 114 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В БИПОЛЯРНЫХ СТРУКТУРАХ

1.1. Работа полупроводникового диода в режиме переключения

1.2. Методы определения времени жизни неосновных носителей

1.3. Физические модели статических и переходных характеристик биполярных транзисторов с изолированным затвором БТИЗ

1.3 Л. Работа БТИЗ в статическом режиме.

1.3.2. Физические модели переходных процессов в БТИЗ

1.4. Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ НЕОСНОВНЫХ НОСИТЕЛЕЙ И ВРЕМЕНИ ОБРАТНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ МОЩНЫХ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ДИОДОВ

2.1. Анализ работы диода при воздействии синусоидального сигнала большой амплитуды

2.2. Методика определения временижизни неосновных носителей в базе диода с помощью синусоидального сигнала большой
амплитуды
2.3. Методика определения времени обратного восстановления мощных быстродействующих диодов с помощью трапецеидального импульса.
2.4. Выводы к главе 2.
ГЛАВА 3. СТАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТРАНЗИСТОРЕ С ИНЖЕКЦИЕЙ, УСИЛЕННОЙ ЗАТВОРОМ ШОТ
3.1. Аналитический расчет распределения носителей заряда и падения напряжения на пбазе 1ЕСТ в одномерном приближении
3.2. Квазидвумерный расчет статических параметров транзистора
3.2.1. Моделирование процессов растекания тока.
3.2.2. Расчет падения напряжения на пбазе 1ЕСТ
3.3. Переходные процессы в транзисторе 1ЕСТ
3.4. Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. ПЕРЕХОДНИЕ ПРОЦЕССЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ НЕОСНОВНЫХ НОСИТЕЛЕЙ В БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ БТИЗ
4.1. Переходные процессы при выключении высоковольтных БТИЗ в схеме полумоста.
4.2. Методика определения времени жизни в высоковольтных БТИЗ при выключении с постоянным напряжением 1,ткэ.
4.3. Выводы к главе 4.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Методика определения времени жизни в этом приборе особо актуальна в практическом отношении. Анализ переходных процессов в р-п переходе под воздействием гармонического сигнала большой амплитуды. Разработка методики определения времени жизни неосновных носителей заряда в базе диода с помощью синусоидального сигнала большой амплитуды. Анализ переходных процессов в р-п переходе при линейном фронте переключающего импульса. Разработка методики измерения времени обратного восстановления мощных сверхбыстрых импульсных диодов с использованием трапецеидального импульса переключения и методики расчета времени жизни неосновных носителей заряда для идеальных условий переключении (прямоугольного импульса переключения). Разработка аналитических методов расчета распределения носителей заряда, статических параметров и переходных процессов в транзисторе с инжекцией, усиленной затвором (1ЕОТ). Моделирование переходных процессов при переключении высоковольтных биполярных транзисторов с »полированным затвором (БТИЗ). Разработка методики определения времени жизни неосновных носителей в базе БТИЗ. Научная новизна. Разработана простая методика определения времени жизни неосновных носителей заряда в базе диода, использующая в качестве измерительного сигнала гармонический сигнал большой амплитуды. Разработан измеритель времени обратного восстановления, позволяющий контролировать время ггг мощных сверхбыстрых импульсных диодов при линейном фронте переключающего импульса. Предложены аналитические выражения для расчета распределения носителей заряда и падения напряжения в транзисторе с инжекцией, усиленной затвором. Разработана квазидвумерная математическая модель растекания тока в базовой области при больших уровнях инжекции неосновных носителей. Практическая значимость. Предложенные в диссертации методики определения времён жизни тр и обратного восстановления (гг полупроводниковых диодов, разработанный измеритель 1п используются для контроля указанных параметров на Воронежском заводе полупроводниковых приборов в производстве сильноточных быстродействующих диодов. Методика определения времени жизни неосновных носителей заряда хр в базе диода с помощью гармонического сигнала может найти широкое применение для автоматизированного контроля тр как в лабораторных исследованиях, так и в промышленности, так как предполагает использование стандартного промышленного оборудования и легко поддается автоматизации. БТИЗ, а также ключевых схем на их основе. Работа выполнялась в рамках научно-исследовательских работ кафедры физики полупроводников и микроэлектроники ВГУ по темам «Разработка методик контроля электрофизических параметров полупроводниковых приборов» и «Физика переходных процессов в мощных биполярных транзисторах с изолированным затвором». Результаты аналитического расчета токового отклика р-п перехода при воздействии гармонического сигнала большой амплитуды и метод определения времени жизни неосновных носителей в базе диода с помощью синусоидального сигнала. Методика определения времени обратного восстановления (п мощных быстродействующих диодов с использованием трапецеидального импульса переключения. Методы аналитического расчета распределения неосновных носителей заряда, падения напряжения и квазидвумерная модель растекания тока в базе транзистора с инжекцией, усиленной затвором (1ЕОТ). Москва, ), а также на научных конференциях преподавателей и сотрудников В ГУ (-). Публикации* По результатам исследований, представленных в диссертации, опубликовано 8 печатных работ, в том числе 4 статьи, 1 тезисы и 3 доклада на научно-технических конференциях. В совместных работах автору принадлежат результаты численных оценок по полученным аналитическим моделям и некоторые экспериментальные исследования. Определение направление исследований, обсуждение результатов и подготовка работ к печати осуществлялись совместно с научными руководителями. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего наименований. Объем диссертации составляет 4 страниц, включая рисунка и 4 таблицы.