波狀基區(qū)GCT的動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、門極換流晶閘管(Gate Commutated Thyristors，簡稱GCT)是在門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，具有高耐壓、低通態(tài)損耗、穩(wěn)定關(guān)斷能力的一種新型電力半導(dǎo)體器件。波狀基區(qū)GCT是在傳統(tǒng)的非對(duì)稱GCT的基礎(chǔ)上，引入波紋狀基區(qū)形成的改進(jìn)型新結(jié)構(gòu)。波狀基區(qū)的引入旨在提高其最大可關(guān)斷電流(ITGQM)。所以，研究GCT新結(jié)構(gòu)：波狀基區(qū)GCT(CP-GCT)的機(jī)理和特性，對(duì)設(shè)計(jì)具有高可靠性的GCT器件意義重大。

2、>　　本文以4.5kV CP-GCT為例，利用ISE-TCAD軟件研究了器件的工作機(jī)理，及其在高溫、高電壓、大電流等過應(yīng)力條件下的特性，并分析了波紋形狀參數(shù)對(duì)特性的影響，提取了最優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。主要研究內(nèi)容如下：
　　第一，介紹了門極換流晶閘管(GCT)的結(jié)構(gòu)類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以傳統(tǒng)非對(duì)稱GCT(A-GCT)為例，簡述了GCT器件的開關(guān)機(jī)理。
　　第二，對(duì)比了傳統(tǒng)A-GCT與CP-GCT器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其關(guān)鍵區(qū)域制造方法；建立

3、其動(dòng)態(tài)特性測(cè)試混合仿真電路，對(duì)器件的開關(guān)瞬態(tài)進(jìn)行重點(diǎn)研究分析，得出了與參考實(shí)測(cè)結(jié)果較為一致的動(dòng)態(tài)特性曲線。結(jié)果表明，CP-GCT的導(dǎo)通特性以及開關(guān)特性都優(yōu)于傳統(tǒng)A-GCT，且波狀基區(qū)的引入能較好的緩解器件在關(guān)斷時(shí)門-陰極邊界的電流集中，只是阻斷電壓略有降低。
　　第三，模擬了GCT器件在應(yīng)用過程中，在一些過應(yīng)力條件下(高溫、動(dòng)態(tài)雪崩、浪涌沖擊等)其特性退化的原因及機(jī)理。結(jié)果表明，CP-GCT的高溫特性優(yōu)于A-GCT；同時(shí)在工作電壓