快速軟恢復(fù)二極管(Fast and soft recovery diode,FSRD)在實際電路中經(jīng)常與主開關(guān)器件反并聯(lián)使用,為其負(fù)載提供續(xù)流回路。隨著主開關(guān)器件性能的不斷提升,對快速軟恢復(fù)二極管的性能和可靠性有了更高的要求。不僅要求其高電壓、低損耗、軟恢復(fù),而且要求其具備較強的抗動態(tài)雪崩能力,以提高器件在過應(yīng)力條件下工作的可靠性。本文以6.5kV FSRD為例,研究了具有雙側(cè)調(diào)整區(qū)(Bilateral Adjustment Region,BAR)二極管的工作機理和靜動態(tài)特性。采用Sentaurs-TCAD軟件進行了仿真分析,對比了 BAR二極管與傳統(tǒng)普通p+pn-nn+(CD)二極管、發(fā)射極短路二極管(ESD)及場抽取電荷(FCE)二極管的各項特性,討論了溫度和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對BAR二極管反向擊穿、導(dǎo)通和浪涌及正、反向恢復(fù)特性的影響,提取了優(yōu)化的結(jié)構(gòu)參數(shù),并分析了其制作工藝。主要研究內(nèi)容如下:首先,研究了 BAR二極管的反向擊穿、導(dǎo)通和正、反向恢復(fù)機理及其寄生效應(yīng),分析了反向恢復(fù)期間陽極寄生npn晶體管和陰極寄生pnp晶體管的導(dǎo)通條件。結(jié)果表明,npn晶體管和pnp晶體管導(dǎo)通分別對...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 FSRD陽極結(jié)構(gòu)的研究進展
        1.2.2 FSRD陰極結(jié)構(gòu)的研究進展
        1.2.3 壽命控制技術(shù)的研究進展
    1.3 高壓FSRD發(fā)展中存在的問題
    1.4 本文主要工作內(nèi)容
2 BAR二極管的結(jié)構(gòu)與工作機理研究
    2.1 結(jié)構(gòu)特點
    2.2 工作原理分析
        2.2.1 反向擊穿
        2.2.2 正向?qū)?br>        2.2.3 正向恢復(fù)
        2.2.4 反向恢復(fù)
    2.3 寄生晶體管的導(dǎo)通條件
        2.3.1 npn晶體管導(dǎo)通條件
        2.3.2 pnp晶體管導(dǎo)通條件
    2.4 過電應(yīng)力下的器件機理分析
        2.4.1 抗浪涌電流能力分析
        2.4.2 抗動態(tài)雪崩能力分析
    2.5 本章小結(jié)
3 BAR二極管的特性研究及其影響因素分析
    3.1 器件特性研究
        3.1.1 器件結(jié)構(gòu)模型
        3.1.2 靜態(tài)特性研究
        3.1.3 動態(tài)特性研究
    3.2 溫度對BAR二極管特性的影響
        3.2.1 溫度對BAR二極管基本參數(shù)的影響
        3.2.2 溫度對BAR二極管靜態(tài)特性的影響
        3.2.3 溫度對BAR二極管動態(tài)特性的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 BAR二極管的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
    4.1 陽極參數(shù)對BAR二極管特性的影響
        4.1.1 n+調(diào)整區(qū)對BAR二極管特性的影響
        4.1.2 p緩沖層對BAR二極管特性的影響
    4.2 陰極參數(shù)對BAR二極管特性的影響
        4.2.1 p+調(diào)整區(qū)對BAR二極管特性的影響
        4.2.2 n緩沖層對BAR二極管特性的影響
    4.3 BAR二極管優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)
    4.4 本章小結(jié)
5 BAR二極管的工藝研究
    5.1 工藝設(shè)計
        5.1.1 設(shè)計考慮
        5.1.2 關(guān)鍵工藝問題分析
    5.2 工藝仿真
    5.3 工藝結(jié)果驗證
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間主要研究成果



本文編號：3927448