RSD預充對開通電壓峰值的影響研究.pdf

1、反向開關晶體管(Reversely Switched Dynistor,RSD)是一種新型大功率超高速半導體開關,具有正向耐壓高、通流能力強、換流速度快、工作壽命長和重復頻率高等特點,在高電壓大電流脈沖功率領域有很好的應用前景。
　　RSD的開通過程包括反向預充和正向導通,正向導通時RSD的電壓會出現(xiàn)一個短時的尖峰,稱之為開通電壓峰值。開通電壓峰值是RSD的一項十分重要的參數(shù),降低開通電壓峰值有利于減小RSD功率損耗,這對于降低器

2、件工作溫升、延長RSD使用壽命以及推廣器件的應用具有重要意義。
　　以前的實驗研究發(fā)現(xiàn),在一定范圍內,對應于一定的預充時間,預充電流越大,預充電荷量越大,RSD開通電壓峰值越小。本文在此基礎上,研究了對應于一定的預充電荷量,不同的預充時間對RSD開通電壓峰值的影響。首先從功率半導體器件物理和RSD可控等離子層換流原理出發(fā)導出了Grekhov開通電壓模型,然后通過RSD直接預充電路實驗詳細分析了RSD的開通機理。在此基礎上設計了可行

3、的開通電路實驗方案,結果顯示,在預充電流注入的電荷量一定的情況下,隨著預充時間的增大,RSD開通電壓峰值先減小后增大。最后本文提出了有效預充電荷量的概念,即預充電流注入的電荷量減去在反向預充過程中由于大注入下載流子復合效應消耗的部分之后所剩余的電荷量,并以此對實驗結果作出了解釋。
　　RSD的最小開通電壓峰值對應于最大的有效預充電荷量,在RSD實際應用中通過本文設計的開通電路實驗方案調整電路參數(shù)使RSD盡量工作在預充時間與此相對應