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功率半導體器件的直接均流技術的解析

2017-10-31 | rar | 0.2 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

  無論是基礎功率半導體器件,如:整流二極管(Rectifier diodes 簡稱RD,含快恢復整流二極管FRD)、晶閘管(SCR,含快速、高頻晶閘管)、雙向晶閘管(Triac)、逆導晶閘管(RCT)等,還是新型功率半導體器件,如:門極關斷晶閘管(GTO)、門極換流晶閘管(GCT)、集成門極換流晶閘管(IGCT)等,甚至是絕緣柵雙極晶體管IGBT),都屬于雙極注入器件,所以它們的通態(tài)特性最后都可以歸結到PiN功率二極管的通態(tài)特性上。

  在實際應用中,往往有多個器件的并聯(lián)問題,而并聯(lián)的核心就是均流,說到底是一個PiN 功率二極管的通態(tài)特性問題。其實,將PiN功率二極管的通態(tài)特性認真研究清楚了,不用任何特殊均流措施的直接均流就能解決均流問題。把PiN 功率二極管的通態(tài)特性研究清楚了,直接均流問題也就不難解決,這樣,推廣PiN功率二極管的直接均流技術到FRD、SCR,甚至是GTO、GCT、IGCT 等器件的直接并聯(lián)均流處理中,具體應用時只需將著眼點集中到器件的細微差別上就足夠了。然而國內的許多現(xiàn)實令人遺憾,在一些人的眼里晶閘管我們都早已研究過了,哪里還談得上再研究最簡單的PiN功率二極管呢?

  然而,國際上先進的半導體廠家都投入巨大資金重新研究新型功率二極管[1],其道理在哪里呢?

  1)雖然說前期蓬勃發(fā)展的高頻自關斷器件的研究(即所謂安全運行區(qū)的問題)已很有成果(如成功開發(fā)并大規(guī)模應用了IGBT 和IGCT 等),然而所有這些新型功率半導體器件的應用絕對離不開PiN功率二極管的發(fā)展(如超快軟恢復功率二極管的研發(fā)和應用等),這是國際上先進的半導體廠家投入巨大資金重新研究新型功率二極管的主要原因。

  2)其次,許多新型功率二極管又獨自踏入當前的先進科學技術中,極大地推動了現(xiàn)代基礎工業(yè)的進程,如電阻型電焊機專用超大電流密度整流二極管對電焊機行業(yè)、高頻電鍍專用高頻整流二極管對電化學行業(yè)、車用雪崩整流二極管對汽車行業(yè)等。

  國際電力電子科學技術發(fā)展的實踐表明,花大氣力出重拳跟上當前國際先進科學技術的步伐,重新開展基礎功率半導體新器件的研究是多么必要。我們對功率半導體器件的直接均流技術的研究,就是在對PiN功率二極管的直接均流技術研究的基礎上展開的,它也是這個研究洪流中的有實際意義的一部分。

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