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IGBT电压击穿特性分析 被引量：30
1
作者 汪波 胡安 +1 位作者 唐勇 陈明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期145-150,共6页
针对绝缘栅双极晶体管(IGBT)应用选型中长期以来采用经验的粗放式设计方法,本文基于IGBT结构和PN结雪崩击穿原理,分析了场终止型IGBT雪崩击穿电压的计算公式和测量方法。由于线路和器件内部分布电感的存在,开关时会产生一个电压尖峰,分... 针对绝缘栅双极晶体管(IGBT)应用选型中长期以来采用经验的粗放式设计方法,本文基于IGBT结构和PN结雪崩击穿原理,分析了场终止型IGBT雪崩击穿电压的计算公式和测量方法。由于线路和器件内部分布电感的存在,开关时会产生一个电压尖峰,分析了IGBT过电压击穿特性和电压尖峰的抑制方法。针对通常认为一旦发生过电压击穿就会损坏器件的错误认识,分析了IGBT过电压击穿失效机理和失效模式,发现过电压击穿失效本质是由于热量累积引起结温上升的热击穿失效,失效模式初始表现为短路最终表现为开路,最后实验验证了IGBT具有可承受短时过电压击穿的能力。 展开更多
关键词 IGBT 雪崩击穿 失效机理 失效模式 短时过电压
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基极触发的雪崩晶体管导通机理
2
作者 王欢 乔汉青 +4 位作者 程骏 胡龙 李昕 王翔宇 方旭 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第5期432-441,共10页
为研究基极触发的雪崩晶体管导通机理,建立了雪崩晶体管(n+⁃p⁃n⁃n+掺杂结构)的准三维器件模型和实验测试电路。研究了雪崩晶体管的温度分布特征,导通结束后器件最高温度约为417 K,位于电流通道内n⁃n+边界处。当集电极电压为300 V、基极... 为研究基极触发的雪崩晶体管导通机理,建立了雪崩晶体管(n+⁃p⁃n⁃n+掺杂结构)的准三维器件模型和实验测试电路。研究了雪崩晶体管的温度分布特征,导通结束后器件最高温度约为417 K,位于电流通道内n⁃n+边界处。当集电极电压为300 V、基极触发电压为2.4 V时,仿真和实验获得的脉冲上升时间分别为2.4 ns、2.5 ns,半高宽(FWHM)分别为6.2 ns、5.8 ns,仿真和实验结果基本一致。研究结果表明:高触发脉冲电压幅值会加速晶体管内部电场的重建过程,从而缩短延迟时间,提高晶体管响应速度;负载阻抗会影响器件导通通道尺寸,负载阻抗减小时,电流密度提升,器件通过缩窄通道来提高通道内电流密度,宏观导通电阻降低。 展开更多
关键词 雪崩晶体管 超宽带(UWB)脉冲 雪崩击穿 碰撞电离 物理参数模型
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功率MOSFET雪崩击穿问题分析 被引量：5
3
作者 李意 尹华杰 牟润芝 《电源技术应用》 2003年第12期45-48,共4页
分析了功率 MOSFET 雪崩击穿的原因,以及 MOSFET 故障时能量耗散与器件温升的关系。和传统的双极性晶体管相比,反向偏置时 MOSFET 雪崩击穿过程不存在"热点"的作用,而电气量变化却十分复杂。寄生器件在 MOSFET 的雪崩击穿中... 分析了功率 MOSFET 雪崩击穿的原因,以及 MOSFET 故障时能量耗散与器件温升的关系。和传统的双极性晶体管相比,反向偏置时 MOSFET 雪崩击穿过程不存在"热点"的作用,而电气量变化却十分复杂。寄生器件在 MOSFET 的雪崩击穿中起着决定性的作用,寄生晶体管的激活导通是其雪崩击穿的主要原因。在 MOSFET 发生雪崩击穿时,器件内部能量的耗散会使器件温度急剧升高。 展开更多
关键词 双极性晶体管 功率MOSFET 雪崩击穿 寄生晶体管 能量耗散
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电磁脉冲作用下NMOS管的电磁敏感性研究
4
作者 李万银 张晨阳 +3 位作者 查继鹏 郑国庆 李吾阳 张祥金 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期25-31,共7页
针对起爆控制电路中的NMOS管在战场强磁干扰环境下时常发生误触、击穿等现象,通过Silvaco TCAD建立了金属场效应(MOS)晶体管在强电磁脉冲作用下的二维电热模型,获得了处于工作区的NMOS管在栅极注入电磁脉冲时的瞬态响应,分析了注入不同... 针对起爆控制电路中的NMOS管在战场强磁干扰环境下时常发生误触、击穿等现象,通过Silvaco TCAD建立了金属场效应(MOS)晶体管在强电磁脉冲作用下的二维电热模型,获得了处于工作区的NMOS管在栅极注入电磁脉冲时的瞬态响应,分析了注入不同幅值的脉冲电压晶体管内电场强度、电流密度与管内温度的变化规律。结果表明:NMOS管在漏极注入脉冲电压超过阈值时,主要发生的是PN结反偏造成的雪崩击穿,雪崩击穿产生大量热能集中在PN结曲面处,管内发生电场强度、电流密度异常增大,进而发生热二次击穿导致NMOS管内出现局部熔融,造成永久性失效。而在脉冲幅值不变的情况下,雪崩击穿电压随栅极电压的增大而增大。 展开更多
关键词 电磁脉冲 NMOS管 雪崩击穿 二次击穿 熔融烧毁
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开关用BJT的特性研究和PSPICE仿真 被引量：4
5
作者 李孜 张渊博 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1673-1678,1684,共7页
在Marx脉冲功率发生器中,开关是最重要的组件,其特性直接影响输出脉冲上升沿。提出一种利用BJT(Bipolar Junction Transistor)集电极与发射极间的雪崩击穿特性的新型开关器件代替传统开关的方法,可实现Marx输出上升沿小于5ns的脉冲电压... 在Marx脉冲功率发生器中,开关是最重要的组件,其特性直接影响输出脉冲上升沿。提出一种利用BJT(Bipolar Junction Transistor)集电极与发射极间的雪崩击穿特性的新型开关器件代替传统开关的方法,可实现Marx输出上升沿小于5ns的脉冲电压,可代替传统Marx发生器中的气体开关。介绍不同型号的BJT集电极与发射极间雪崩击穿特性,根据实验结果,以适合小型Marx发生器的BJT开关特性为主要依据选用合适的BJT。目前没有雪崩击穿的仿真元件,只能用PSPICE建立BJT的集电极与发射极间击穿仿真模型代替实际BJT的雪崩击穿,并以此来辅助Marx脉冲发生器的设计。 展开更多
关键词 BJT 雪崩击穿 PSPICE仿真 MARX发生器
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高压MZ-JTE终端边界元数值模拟 被引量：3
6
作者 梁苏军 罗晋生 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第11期51-56,共6页
本文采用边界元数值方法,编制了统一的多区结终端扩展(Multiple-Zone Junction Termination Extension, MZ-JTE)边界元程序,模拟高压MZ-JTE终端电场、电位分布,以平面结算例验证了边界元数值解精度及可靠性,定量模拟了界面态影响,取得... 本文采用边界元数值方法,编制了统一的多区结终端扩展(Multiple-Zone Junction Termination Extension, MZ-JTE)边界元程序,模拟高压MZ-JTE终端电场、电位分布,以平面结算例验证了边界元数值解精度及可靠性,定量模拟了界面态影响,取得了与国外用差分或有限元得到的结论相一致的结果。边界元方法的提出与算法、程序的成功开发,为MZ-JTE结构及其它终端结构的深入研究与分析,为最终解决复杂(合)终端结构的最佳设计开辟了一条新路。 展开更多
关键词 雪崩击穿 边界元 数值模拟 MZ-JTE
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稳压管动态电阻的研究 被引量：2
7
作者 周学顺 戴古章 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1990年第1期62-64,共3页
本文介绍了雪崩击穿硅稳压二极管动阻公式的推导方法,用数学公式来描述动阻R_2与浓度梯度d等参数之间的关系,指出了减小动阻的方法与途径,对稳压二极管的设计与生产具有实际的指导作用。
关键词 稳压管 动态电阻 稳压二极管 雪崩击穿
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高压扩散结雪崩击穿参量的解析计算 被引量：2
8
作者 梁苏军 罗晋生 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期73-79,共7页
本文采用特定的指数函数分布近似首次求得了理想高压扩散结雪崩击穿参量的解析表达式.计算结果与V.A.K.Temple和M.S.Adler的数值结果相当一致,大大优于沿用至今的单突与线缓分布近似计算结果.这一方法不仅可用于指导与评价JTT的分析与设... 本文采用特定的指数函数分布近似首次求得了理想高压扩散结雪崩击穿参量的解析表达式.计算结果与V.A.K.Temple和M.S.Adler的数值结果相当一致,大大优于沿用至今的单突与线缓分布近似计算结果.这一方法不仅可用于指导与评价JTT的分析与设计,还可用于现代功率器件的穿通分析与设计、扩散结势垒电容的解析计算等. 展开更多
关键词 P-N结 雪崩击穿 计算 参量
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高压P-i-N二极管关断瞬态综合失效机理分析 被引量：3
9
作者 罗皓泽 李武华 何湘宁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期161-169,共9页
针对商用高电压大功率多芯片P-i-N二极管在钳位型电感负载电路中,在额定电气参数下发生的瞬态失效现象,分别从电路布局和器件机理层面讨论了各因素对二极管芯片失效的作用影响。首先,通过考察二极管模块内部失效芯片的位置和故障波形,... 针对商用高电压大功率多芯片P-i-N二极管在钳位型电感负载电路中,在额定电气参数下发生的瞬态失效现象,分别从电路布局和器件机理层面讨论了各因素对二极管芯片失效的作用影响。首先,通过考察二极管模块内部失效芯片的位置和故障波形,得出整个电力电子装置的可靠性是由失效风险最高的局部芯片决定而非由功率模块的坚固性决定。其次,根据二极管芯片在深度动态雪崩情况下所产生丝状电流的现象,得出由芯片电流密度不均所引发的结温-电流密度正反馈机制是导致多芯片功率模块失效的最终原因。最后,根据失效表征与测试条件,提出了由综合失效诱因导致的多芯片模块动态失效新模式。结论表明本文讨论的大功率多芯片模块所发生的失效现象,是多失效诱因综合作用所引发的,而非单一因素超限的结果。 展开更多
关键词 大功率电力电子器件 电流密度不均 瞬态热失控 雪崩击穿 综合失效机理
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基于多物理场计算的二极管雪崩击穿效应分析 被引量：2
10
作者 徐可 曾洪正 陈星 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期60-62,共3页
基于电磁场、半导体物理及热力学方程的半导体器件多物理场模型方程组共同描述了器件内部的电热特性。而半导体器件在反向电压作用下,会发生碰撞电离及雪崩击穿现象。采用多物理场计算方法仿真型号为HSMS-282C的肖特基二极管的雪崩击穿... 基于电磁场、半导体物理及热力学方程的半导体器件多物理场模型方程组共同描述了器件内部的电热特性。而半导体器件在反向电压作用下,会发生碰撞电离及雪崩击穿现象。采用多物理场计算方法仿真型号为HSMS-282C的肖特基二极管的雪崩击穿现象,仿真结果与实验测量结果吻合,表明该算法能准确表征二极管物理特性,并对效应现象给出物理机理解释。 展开更多
关键词 多物理场 电磁仿真 二极管 雪崩击穿
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深阱RF功率双极晶体管雪崩击穿特性的模拟分析 被引量：1
11
作者 张玉才 胡思福 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第8期688-693,共6页
本文提出一种能有效提高 Ｒ Ｆ 功率晶体管雪崩击穿电压和频率特性的晶体管结构深阱 Ｒ Ｆ 功率双极晶体管，并且采用 Ｍ Ｅ Ｄ Ｉ Ｃ Ｉ分析软件研究了影响器件特性的一些因素：深阱阱壁的宽度与深度、阱壁填充介质、界面电荷以... 本文提出一种能有效提高 Ｒ Ｆ 功率晶体管雪崩击穿电压和频率特性的晶体管结构深阱 Ｒ Ｆ 功率双极晶体管，并且采用 Ｍ Ｅ Ｄ Ｉ Ｃ Ｉ分析软件研究了影响器件特性的一些因素：深阱阱壁的宽度与深度、阱壁填充介质、界面电荷以及场板．采用这种技术的功率晶体管（ Ｖ Ｈ Ｆ，线性输出功率 １５ Ｗ ）的结构参数为 Ｎ Ｃ＝ ７０×１０１５ ｃｍ － ３ Ｎ 型外延层，集电结结深 Ｘ Ｊ Ｃ＝ ０３μｍ ，未掺杂多晶硅填充深槽．典型的器件雪崩击穿电压为 Ｂ Ｖ Ｃ Ｂ Ｏ＝ ７２ Ｖ，截止频率 １６ Ｇ Ｈｚ；并且该晶体管具有较小的漏电流（～２０μ Ａ）．这初步显示了深阱结构在 Ｒ Ｆ 展开更多
关键词 双极晶体管 雪崩击穿 深阱晶体管
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SiGe HBT中雪崩击穿效应对电流电压特性的影响 被引量：1
12
作者 钱伟 金晓军 +3 位作者 张进书 陈培毅 林惠胜 钱佩信 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第8期120-122,138,共4页
本文分析和计算了基区不同Ge含量的器件在碰撞电离和雪崩击穿效应下的电流和电压特性，结果表明，在其它参数相同的条件下，基区Ge含量越高的器件，虽然直流增益得到很大提高，但伴随着器件更容易发生载流子碰撞电离引起的基极电流反向... 本文分析和计算了基区不同Ge含量的器件在碰撞电离和雪崩击穿效应下的电流和电压特性，结果表明，在其它参数相同的条件下，基区Ge含量越高的器件，虽然直流增益得到很大提高，但伴随着器件更容易发生载流子碰撞电离引起的基极电流反向和大注入下的基区push-out效应，同时器件共射击穿电压BVCEO也会大大的降低．由于在不同的电路中对器件的性能要求是不同的。 展开更多
关键词 异质结构 双极晶体管 雪崩击穿 锗化硅合金
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雪崩三极管的雪崩击穿导通特性研究
13
作者 徐守利 张鸿亮 +5 位作者 郎秀兰 杨光晖 倪涛 段雪 刘京亮 许春良 《通讯世界》 2022年第7期19-22,共4页
雪崩三极管是较为理想的高压窄脉冲信号源半导体元器件,研究其雪崩击穿导通特性将有助于设计与优化基于雪崩三极管的脉冲产生电路。本文通过搭建雪崩三极管击穿工作电路,测试雪崩三极管在基极大注入触发的二次击穿导通模式,以及集电极... 雪崩三极管是较为理想的高压窄脉冲信号源半导体元器件,研究其雪崩击穿导通特性将有助于设计与优化基于雪崩三极管的脉冲产生电路。本文通过搭建雪崩三极管击穿工作电路,测试雪崩三极管在基极大注入触发的二次击穿导通模式,以及集电极—发射极和集电极—基极高压引起的雪崩击穿导通模式下的器件导通特性,并提取其开关导通参数,研究了开关导通特性,分析了雪崩三极管高压窄脉冲信号产生电路的性能,改进完善了电路设计。 展开更多
关键词 雪崩三极管 开关导通特性 雪崩击穿
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雪崩光电二极管数控偏压源的设计 被引量：2
14
作者 李瑞 万钧力 +1 位作者 周召 张国华 《四川理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2006年第1期64-66,共3页
为保证雪崩光电二极管(APD)在温度变化的情况下始终处于最佳工作状态,人们研究了多种偏压控制方案。针对传统的偏压控制存在的缺陷,文章从APD的倍增机理出发,分析了温度对雪崩增益的影响,得到偏压与温度的特性曲线。基于偏压的虚警控制... 为保证雪崩光电二极管(APD)在温度变化的情况下始终处于最佳工作状态,人们研究了多种偏压控制方案。针对传统的偏压控制存在的缺陷,文章从APD的倍增机理出发,分析了温度对雪崩增益的影响,得到偏压与温度的特性曲线。基于偏压的虚警控制原理,利用单片机便于数据处理和存储的特点,设计了一个自动跟踪雪崩管击穿电压的数控偏压电路。该电路能在温度大幅度变化的情况下保证APD正常工作,适合于高频连续信号检测的光电系统。 展开更多
关键词 APD温度特性 雪崩击穿 偏压补偿
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二极管的工艺设计理论 被引量：1
15
作者 赵永红 《科技视界》 2014年第7期93-93,264,共2页
二极管P-N结的击穿电压特性不仅是二极管本事的重要参数，也是设计半导体器件设计的基础。而半导体P-N结击穿主要以齐纳击穿和雪崩击穿两种形式。而产生击穿的主要原因是，在强电场的作用下大大地增加了导带电子和满带空穴的数目，引起... 二极管P-N结的击穿电压特性不仅是二极管本事的重要参数，也是设计半导体器件设计的基础。而半导体P-N结击穿主要以齐纳击穿和雪崩击穿两种形式。而产生击穿的主要原因是，在强电场的作用下大大地增加了导带电子和满带空穴的数目，引起反向电流的急剧增加，引起P-N结击穿。所以二极管设计时首先确认其反向击穿电压。 展开更多
关键词 设计理论 二极管 雪崩击穿 工艺 P-N结 反向击穿电压 电压特性 器件设计
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GAT管击穿电压的数值分析 被引量：1
16
作者 程序 亢宝位 +1 位作者 吴郁 唐洪涛 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 1996年第4期13-19,共7页
对ＧＡＴ结构晶体管中栅的引入和栅参数改变对击穿电压的影响进行了定量计算，报告了计算的结果，以及对结果的理论分析。计算采用数值分析方法，所用软件为ＰＩＳＣＥＳ．计算结果表明，栅的引入可以显著提高高速功率开关晶体管的击穿... 对ＧＡＴ结构晶体管中栅的引入和栅参数改变对击穿电压的影响进行了定量计算，报告了计算的结果，以及对结果的理论分析。计算采用数值分析方法，所用软件为ＰＩＳＣＥＳ．计算结果表明，栅的引入可以显著提高高速功率开关晶体管的击穿电压ＢＶＣＥＯ；栅区浓度越高，栅区结深越深，击穿电压越高；栅间距是提高击穿的关键因素，存在一个最佳值。本计算结果为高频高压功率晶体管的优化设计提供了有力的依据。 展开更多
关键词 双极晶体管 雪崩击穿 击穿电压 数值分析 GAT管
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具有栅源间本征GaN调制层的AlGaN/GaN HEMT 被引量：1
17
作者 陈飞 冯全源 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第9期694-700,共7页
为解决常规AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)因源极电子注入栅极右侧高场区造成的雪崩击穿,并提高器件的击穿电压,提出了一种具有栅源间本征GaN(i-GaN)调制层的新型AlGaN/GaN HEMT结构。新结构器件在反向耐压时将调制层下方部分区域... 为解决常规AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)因源极电子注入栅极右侧高场区造成的雪崩击穿,并提高器件的击穿电压,提出了一种具有栅源间本征GaN(i-GaN)调制层的新型AlGaN/GaN HEMT结构。新结构器件在反向耐压时将调制层下方部分区域的二维电子气(2DEG)完全耗尽,扩展了沟道的夹断区,有效阻止了源极电子向栅极右侧高场区的注入。仿真结果表明,通过设置适当的调制层长度和厚度,器件的击穿电压可从常规结构的862 V提升至新结构的1 086 V,增幅达26%。同时,GaN调制层会微幅增大器件的比导通电阻,对阈值电压也具有一定的提升作用。 展开更多
关键词 高电子迁移率晶体管(HEMT) 高场区 雪崩击穿 击穿电压 二维电子气(2DEG)
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硅PiN管的雪崩击穿的修正 被引量：1
18
作者 方龙森 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1990年第6期35-37,共3页
硅PiN结构在工业产品中有多种应用,是多种二极管的基本结构。本文分析了该结构的雪崩击穿特性,推导得到一个适合于PiN结构的突变结雪崩击穿电压公式。该解析式能估算器件杂质分布为单边突变结、双边突变结和PiN结构的雪崩击穿电压,修正... 硅PiN结构在工业产品中有多种应用,是多种二极管的基本结构。本文分析了该结构的雪崩击穿特性,推导得到一个适合于PiN结构的突变结雪崩击穿电压公式。该解析式能估算器件杂质分布为单边突变结、双边突变结和PiN结构的雪崩击穿电压,修正了以往解析式中i层宽度为零时,击穿电压为零的错误结论。该解析式对于PiN管的器件物理分析、工艺结构的优化和产品流水线的监控是有用的。 展开更多
关键词 硅PiN管 雪崩击穿 二极管
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激光探测系统阈值电路的分析及应用 被引量：1
19
作者 万钧力 韩前彝 《三峡大学学报（人文社会科学版）》 1997年第1期59-62,共4页
介绍了三种典型的阈值电路，论述了其结构及特点。
关键词 阈值 噪声 雪崩击穿 温度补偿
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各向异性6H-SiC MOSFET击穿的温度特性 被引量：1
20
作者 刘莉 杨银堂 柴常春 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期47-51,共5页
分析了不同晶面上温度对 6H-Si C MOSFET击穿特性的影响。以 Si面为例 ,分析了温度对器件的击穿电压、临界电场、比导通电阻等物理量的影响。根据 6H-Si C各向异性的特性 ,采用张量扩展将其扩展到 C面 ,研究表明虽然在不同的晶面上器件... 分析了不同晶面上温度对 6H-Si C MOSFET击穿特性的影响。以 Si面为例 ,分析了温度对器件的击穿电压、临界电场、比导通电阻等物理量的影响。根据 6H-Si C各向异性的特性 ,采用张量扩展将其扩展到 C面 ,研究表明虽然在不同的晶面上器件的击穿电压不同 ,但其随温度的变化趋势是相同的 ,都具有正温度系数。 展开更多
关键词 6H-SiCMOSFET 温度 雪崩击穿 各向异性
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