反向恢复

摘要： 晶闸管是特高压直流输电领域中的核心设备,其运行状态直接影响了直流输电系统的稳定性。晶闸管关断过程中,电流从额定值降为零后,才具备承受反向电压的能力。由于晶闸管结电容的存在,需要一定的反向恢复电荷,使得电流过零后反向流动,这一过程称为反向恢复期。如果晶闸管在反向恢复期内端电压突然升高,斜率超过一定值后,晶闸管就会被击穿,所以需要在反向恢复期内监视晶闸管端电压,一旦电压上升率超过一定值,就必须立刻触发晶闸管,保护晶闸管不被击穿。提出了一种应用于大功率晶闸管反向恢复期保护逻辑信号的优化方案,并通过硬件电路实现。通过仿真分析及硬件电路试验测试,验证了该方案无延时的保护效果,证明了该方案在晶闸管反向恢复期保护中的优越性。

摘要： 在现有文献中,为计算硅PIN二极管反向恢复过程,应用线性有限元(LFEM)方法将双极性扩散方程(ADE)写成变分形式.研究表明,为从变分函数中推导出ADE,p■(δp)/■t相关项必须被忽略.通过结合傅里叶展开(FE)和LFEM方法形成一个新的有限元法,发现所忽略p■(δp)/■t相关项对应于在傅里叶展开中删除p=p(x,t)方程中的一项,其中p=p(x,t)是未耗尽N^(-)区中随空间和时间变化的载流子浓度.另外,对于多个有限元的实现,提出了二阶有限元法(SFEM),并在描述硅PIN二极管反向恢复过程时将其性能与线性有限元法(LFEM)进行了比较.结果表明,在算法引起的其他误差和空间离散化点的数量减少时,二阶有限元法(SFEM)比线性有限元法(LFEM)精度更好,且与p■(δp)/■t项相关的误差也减少.

摘要： 针对传统DC/DC移相全桥变换器次级二极管严重的反向恢复问题与轻载运行时初级开关管零电压开通(ZVS)性能丢失,此处将传统移相全桥变换器的次级滤波电感前移至初级,构造电容型滤波网络,降低了次级二极管的电流变化率,并且于轻载时二极管进入电流断续模式,有效抑制了反向恢复问题。其次通过在初级构造辅助LC网络,使得初级开关管在全负载范围内均保持ZVS性能,维持了其高效率运行特性。此处对优化拓扑进行了详细的模态分析,分析了其软开关的实现机理,并推导了其在不同模态下的电压增益,基于电压增益与最小化电流应力两个设计指标,给出了拓扑关键参数的设计法则。最后通过1 kW的实验样机验证了优化拓扑的可行性与理论分析的正确性。

摘要： 该文针对电压源变频器整流电路,逐级搭建试验回路进行试验,并运用仿真软件进行仿真,对其中的二极管失效原因及影响因素进行了分析研究,并提出改善措施。

摘要： Rohm公司的SCT4026DRHR是汽车级N沟SiC功率MOSFET,具有沟槽结构,750V和56A 4引脚THD通孔封装.满足资质AEC-Q101.器件能处理高压和大电流,满足各种条件下优化EMC噪音和电源效率.器件具有低开态电阻,快速开关速度和快速反向恢复.容易并联工作,驱动简单,无铅和RoHS兼容封装.主要用在汽车和开关电源.本文介绍了SCT4026DRHR主要特性,内部电路图以及采用SCT4026DRHR的LLC DC/DC转换器设计指标和5kW 800V三相输出LLC DC/DC谐振转换器主要特性和转换器PCB电路图.

摘要： 为了探究脉冲大电流工况下,晶闸管的反向恢复特性并建立能够准确反映晶闸管反向恢复过程的数学模型,首先搭建试验回路,依次探究了正向电流峰值IF、关断电流变化率di/dt对晶闸管反向恢复过程中电流变化的影响.结果表明,当正向导通电流峰值IF达到一定值后,载流子的存储趋于饱和,对反向恢复过程中电流的变化无明显影响,关断电流变化率di/dt才是影响晶闸管反向恢复过程中各参数变化的主要因素.在此基础上采用曲线拟合的方法建立了基于双曲正割函数的晶闸管反向恢复模型.通过四种不同条件下仿真和试验电流、电压波形的对比,验证了仿真模型的准确性.

摘要： 晶闸管具有控制特性好,寿命长、体积小、噪声小等优点,是高功率脉冲电源的重要器件.但晶闸管在高电压、大电流、重频工作条件下使用时,会出现晶闸管无法在特定时间内关断的情况,导致脉冲电源出现故障.为提高晶闸管在重频下的工作能力,本文对脉冲功率晶闸管组件的关断过程进行研究.基于晶闸管的关断原理和实验分析,在相同di/dt下,增大电流峰值Ip对晶闸管反向恢复特性影响较小,并得到了晶闸管的反向恢复时间、反向恢复电荷和di/dt的关系.根据实验数据拟合晶闸管反向恢复电流波形,修改了电流指数函数模型,可以更好地拟合反向恢复电流.

摘要： 随着大功率晶闸管逐步应用到超工频、高脉冲等工况,器件的反向恢复过程失效成为突出问题.在此使用SILVACO TCAD仿真软件进行反向恢复过程机理和晶闸管结构的关系探讨.通过调整掺杂浓度和区域形成深阱结构,实现了器件的通态损耗和恢复功率均衡,及反向恢复特性优化.并针对改进结构器件进行对比测试,改进后的器件具有很好的软度因子、更短的反向恢复时间、更小的反向恢复电流以及更小的恢复损耗.

摘要： 为了从微观物理角度阐释大功率晶闸管反向恢复过程的内在机理,基于载流子运输方程和物理模型,结合晶闸管结构参数及边界初始条件,利用仿真软件SILVACO建立了晶闸管二维物理仿真模型.将该仿真模型与外电路拓扑结合,搭建了晶闸管反向恢复特性的器件电路混合模型,并对晶闸管模型的电压阻断特性和反向恢复电流特性进行数值模拟,验证了模型的有效性.仿真研究了工频电流条件下晶闸管内部载流子浓度和复合率的变化规律,结果表明在工频电流正向衰减阶段,基区俄歇复合率接近SRH复合率;在反向恢复过程中,SRH复合占主导地位.

摘要： 由于功率二极管在高功率整流电路、续流电路、限幅电路的应用越来越普遍,因此对于功率二极管精确模型的研究一直都是电力电子领域的重要内容。介绍了从20世纪90年代到近年来关于功率二极管的模型,模型涵盖的二极管器件包括PIN二极管、肖特基二极管(SBD)、合并PIN肖特基二极管(MPS DIODE)以及穿通PIN二极管(PT-PIN)。所建模的功率二极管材料包含Ge、Si和GaAs的传统半导体材料,以及GaN、SiC和Ga2O3的宽禁带半导体材料。对功率二极管建模的内容不仅包含DC特性,也涵盖了正向恢复和反向恢复的瞬态特性,除此之外二极管的电热特性也是不可忽视研究内容。在现有研究中,有多种二极管的建模方法,包括集总电荷以及其改进方法、傅里叶级数法、数据表参数提取法、基于漂移扩散方程以及双极扩散方程来进行建模的方法。

摘要： 本文提出一种反向恢复性能改善了的功率VDMOSFET结构.该结构中,在源极金属下的p-body区加做一个n+区以形成三极管(见图6).借助仿真软件ISE(Integrated Systems Engineering)对该器件从工艺到器件特性进行了完整的仿真设计,结果表明:改进了的24V/35A VDMOSFET器件反向恢复电荷降低了36.7﹪以上.

摘要： 拥有PiN二极管高阻断电压、低漏电流和肖特基势垒二极管(SBD)小开启电压,大导通电流以及高开关速度的优点,具有很好的开关特性的碳化硅MPS(Merged PiN Schottky diodes)是最有希望的新一代功率开关二极管.本文重点对4H-SiC MPS的反向恢复特性进行了模拟分析,并与相应的4H-SiC PiN二极管比较,通过对器件各参数分析,提出了优化4H-SiC MPS二极管反向恢复特性的方法.

摘要： 电动汽车需要高功率密度、高效率、高可靠性的直流变换器给车内低压电子负载提供电源.ZVS移相全桥拓扑利用电路寄生元件实现器件零电压开关,具有开关损耗低,工作频率高,器件开关应力小等优点,适用于车用直流变换器.如果在变换器使用普通功率MOSFET,则由于体二极管反向恢复特性差,导致器件在开关过程中振荡甚至失效.英飞凌过AEC-QIOI认证的Co01MOSTM CFDA高压功率MOSFET带有快恢复体二极管,能够改善此振荡行为.实验表明,在移相全桥变换中使用此高压MOSFET,能够减小因体二极管反向恢复慢带来的振荡问题,提高系统效率以及可靠性,尤其适用于电动汽车用高压到低压直流变换器。

摘要： 本文介绍了国内外专家学者为提高快恢复二极管(FRD)的反向恢复速度及软度所做的种种不懈努力，介绍了与IGBT、功率MOSFET等现代电力电子器件相配套的FRD的国内外现状及采用的技术方案，以及晶闸管企业研制FRD所需的硬件条件。

摘要： 提出了一种带互感器的输出零纹波整流滤波电路，能有效地降低输出电压纹波，抑制次级整流二极管因反向恢复引起的寄生振荡和尖峰电压。实际制作了一台lOkW样机，给出了部分实验结果。

摘要： 分析了一种采用耦合电感的交错并联双管正激变换器的工作原理;利用两耦合电感之间的电流转移,使变换器工作在单个电感电流继续而总输出电流连续的模式下,克服了变换器交错并联运行中的均流问题,解决了副边续流二极管的反向恢复问题,又能使开关管工作于零电流开通状态;并通过了仿真和实验验证.

摘要： 本文介绍了一种采用扩散型双基区结构的快速软恢复二极管.二极管基区由传统的轻掺杂衬底基区N与扩散形成的较重掺杂的N区(缓冲基区)两部分组成.实验结果表明,该二极管的反向恢复软度因子提高到了1.0左右.较传统的PIN二极管有了较大改善.

摘要： 一种解决反向恢复失效的逆导型横向绝缘栅双极型晶体管，包括P型衬底，氧化层埋层，N型漂移区，N型漂移区被内部填充多晶硅的氧化层沟槽分成两个区域，其中一个区域内设有横向绝缘栅双极型晶体管，另一个区域内设有NMOS，横向绝缘栅双极型晶体管的集电极作为逆导型横向绝缘栅双极型晶体管的集电极，横向绝缘栅双极型晶体管的栅极与NMOS的栅极相连并作为逆导型横向绝缘栅双极型晶体管的栅极，横向绝缘栅双极型晶体管的P型重掺杂发射区、NMOS的P型重掺杂源区及NMOS的N型重掺杂源区相连并作为逆导型横向绝缘栅双极型晶体管的发射极，横向绝缘栅双极型晶体管的N型重掺杂发射区与NMOS的N型重掺杂漏区相连。

摘要： 一种反向电压可调的反向恢复特性测试电路，属于电力电子技术领域，所述测试电路包括：LC支路、被测非全控性半导体器件支路、半导体组件支路、储能电容支路以及吸能支路；所述LC支路、所述被测非全控性半导体器件支路、半导体组件支路依次串联连接，所述半导体组件支路、所述储能电容支路以及所述吸能支路相互并联。本发明电路用以改善半导体器件瞬态开断所带来的一系列电压过冲、振荡等电磁干扰以及显著的能量损耗，提高了装备的性能。

摘要： 一种提高反向恢复鲁棒性的快恢复自举二极管，包括P型衬底，在P型衬底上设有N型漂移区，在N型漂移区的表面设有二氧化硅氧化层，在P型衬底与N型漂移区之间设有第一N型重掺杂区，在N型漂移区的表面设有P型重掺杂阳极区、P型轻掺杂阳极区、N型轻掺杂阴极区及N型重掺杂阴极区，在N型漂移区的表面并处于N型重掺杂阴极区的外侧以及N型重掺杂阴极区与P型轻掺杂阳极区之间的区域设有氧化层，在P型重掺杂阳极区、N型重掺杂阴极区及P型衬底上分别连接有阳极金属、阴极金属及衬底金属，其特征在于，在P型轻掺杂阳极区的表面并位于P型重掺杂阳极区的外侧设有相互电连接的第一P型重掺杂区、N型重掺杂区和第二P型重掺杂区。

摘要： 一种低反向恢复电荷平面快恢复二极管芯片，在N+型硅单晶衬底上生长有P‑型外延层，在P‑型外延层上表面内设置有P+型主结有源区；在P‑外延层和P+型主结有源区上依据需求设置有二氧化硅层、正面欧姆接触金属、钝化保护层；在N+型硅单晶衬底背面设置有背面欧姆接触金属。发明创新在于在P+型主结有源区的外侧的芯片边缘设置有N+型截至环或通过开设沟槽，通过沟槽进行N+离子扩散形成N+截至环。本发明的600V二极管芯片，相比较传统快恢复600V二极管芯片，反向恢复时间和反向电荷均低，其反向恢复时间和反向电荷接近于300V反向快恢复二极管性能，且成本低。

摘要： 本发明公开了一种降低集成二极管反向恢复损耗的RC‑IGBT结构，该结构在常规RC‑IGBT结构的基础上，对二极管与IGBT部分的P+发射极区域进行分立设计。在IGBT部分，保留常规的P+发射区结构，以确保RC‑IGBT工作在IGBT模式时性能不会受损；而在二极管部分，将P+发射区的长度缩短，置于假栅两侧并确保与发射极金属电极接触，被缩短的P+发射区会降低集成二极管阳极载流子的注入效率，减少N漂移区在二极管导通中所存储的载流子数量，最终达到在不损坏IGBT性能的前提下，降低集成二极管反向恢复电流峰值以及反向恢复损耗的目的。

摘要： 本发明提供一种超低反向恢复电荷的金属氧化物半导体二极管，属于功率半导体器件技术领域。本发明提出的超低反向恢复电荷的金属氧化物半导体二极管具有结型场效应管区、金属氧化物半导体电容结构、正向二极管区、反向二极管区。本发明提出在金属化阳极和两个P型体区之间集成反向二极管区，抑制器件正向工作时P型体区和P型体区下方的N‑外延层构成的PN结二极管导通，使器件在正向工作时只有单极电流，实现超低反向恢复电荷，从而降低器件的开关损耗，提高开关速度。

摘要： 本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种增强反向恢复特性的超结功率器件终端结构，该结构包括：漏极结构、耐压层、源极结构以及绝缘介质层；漏极结构包括漏极金属和n+漏区；漏极金属上沉积有n+漏区；耐压层包括n型漂移区、p型漂移区以及n型场截止环；p型漂移区和n型场截止环分别与n型漂移区连接，且n型漂移区与n+漏区接触；源极结构包括p型阱区、p+源极以及源极金属；p型阱区与耐压层接触，p+源极位于p型阱区上表面，源极金属与p+源极上表面接触；绝缘介质层设置在n+漏区和n型漂移区之间；本发明在漏极结构和耐压层之间引入绝缘介质层，增加了空穴在漂移区内的积累、改善了空穴的分布，提高了器件的反向恢复特性。

摘要： 本发明属于功率半导体技术领域，特别涉及一种具有低反向恢复电荷的超结功率器件终端结构，包括漏极结构、耐压层结构以及源极结构，在耐压层结构的表面设置有p+短路区(9)、n+短路区(10)、浮空金属(11)，p+短路区(9)、n+短路区(10)相邻设置，所述p+短路区(9)位于p型漂移区(4)上表面且远离源极一侧；所述n+短路区(10)位于n型漂移区(3)上表面且远离源极一侧；所述浮空金属(11)同时与p+短路区(9)和n+短路区(10)上表面接触；本发明具有低反向恢复电荷的超结功率器件终端结构，降低了反向恢复过程中漂移区内空穴的积累，从而改善了其反向恢复特性，减少了反向恢复功耗。

摘要： 本发明提供了一种带反向恢复二极管的IGBT器件及其制备方法，该IGBT器件包括：NPN掺杂区，所述NPN掺杂区包括掺杂离子为N+型的两个近边缘区、掺杂离子为N++型的两个次边缘区以及掺杂离子为P+型的中原区，其中，所述N++型掺杂的离子浓度大于N+型掺杂的离子浓度。本发明通过对掺杂区不同掺杂浓度的掺杂实现对IGBT集成的快恢复二极管的排布和掺杂浓度进行重新定义，优化集成快恢复二极管IGBT的结构，使得集成了快恢复二极管的同时，有效优化芯片内部的电流分布，增大了对芯片的保护能力，使得芯片的鲁棒性更强，从结构上对芯片进行更有效的保护。

摘要： 本实用新型公开了一种二极管及MOS管反向恢复时间读取电路，其特征在于，包括主控MCU，分别与主控MCU连接的主电源、电流电压控制电路、波形拾取电路、波形截取电路、波形整形电路、波形读取电路、数据显示器以及电子继电器K1。本实用新型采用了一款时间数字转换芯片(TDC‑GP22)来读取二极管的反向恢复时间，读取的时间经TDC‑GP22内部的运算送到主控MCU处理后再显示器上显示出实际的数值。TDC‑GP22可以读取1个FS的时间，所以精度可以做的更精准。经过MCU处理后所显示的数据是真实的二极管反向恢复时间，所以更加直观，不用借助其它仪器来读取数据，方便操做，不用专业技术人员也可操做，可对产品做100％的全检使用。