波狀基區(qū)GCT的動態(tài)特性研究.pdf

1、門極換流晶閘管(Gate Commutated Thyristors，簡稱GCT)是在門極可關斷晶閘管(GTO)的基礎上發(fā)展而來，具有高耐壓、低通態(tài)損耗、穩(wěn)定關斷能力的一種新型電力半導體器件。波狀基區(qū)GCT是在傳統(tǒng)的非對稱GCT的基礎上，引入波紋狀基區(qū)形成的改進型新結構。波狀基區(qū)的引入旨在提高其最大可關斷電流(ITGQM)。所以，研究GCT新結構：波狀基區(qū)GCT(CP-GCT)的機理和特性，對設計具有高可靠性的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理，及其在高溫、高電壓、大電流等過應力條件下的特性，并分析了波紋形狀參數對特性的影響，提取了最優(yōu)化結構參數。主要研究內容如下：
　　第一，介紹了門極換流晶閘管(GCT)的結構類型及其結構特點，以傳統(tǒng)非對稱GCT(A-GCT)為例，簡述了GCT器件的開關機理。
　　第二，對比了傳統(tǒng)A-GCT與CP-GCT器件的結構特點及其關鍵區(qū)域制造方法；建立

3、其動態(tài)特性測試混合仿真電路，對器件的開關瞬態(tài)進行重點研究分析，得出了與參考實測結果較為一致的動態(tài)特性曲線。結果表明，CP-GCT的導通特性以及開關特性都優(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斷時門-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器件在應用過程中，在一些過應力條件下(高溫、動態(tài)雪崩、浪涌沖擊等)其特性退化的原因及機理。結果表明，CP-GCT的高溫特性優(yōu)于A-GCT；同時在工作電壓