一、半导体三极管的损坏机理浅析(论文文献综述)
赵岚[1](2021)在《新型PIPN结构SI-GaAs脉冲压缩二极管特性研究》文中提出纳秒、亚纳秒超快高压电脉冲在超宽带雷达、低温等离子体技术、生物医疗、激光技术等国防、科研及工业领域具有广阔的应用前景。近几年来,随着脉冲功率技术的发展,结构紧凑、高频率、长寿命的半导体功率开关已成为脉冲功率开关的重要发展方向。在实现电触发SI-GaAs非线性导通的基础上,课题组设计了新型脉冲压缩二极管。这种基于SI-GaAs的新型脉冲压缩二极管在MIM结构、MIP结构中都表现出良好的脉冲压缩效果,脉冲压缩比和前沿压缩比远超FID,DBD,磁开关等常规脉冲压缩器件,但仍存在电极烧蚀、漏电流大、寿命短等问题尚未解决。本文在MIM、MIP结构脉冲压缩二极管的研究基础上,提出并制备了 PIPN新结构样品。本文围绕该样品的结构设计和性能测试主要完成了以下三部分工作:1.针对新型脉冲压缩二极管测试需求,研制了一台上升沿40 ns~1μs可调,脉宽70~100μs可调,输出最大电压4500 V,脉冲电流10 A的高压脉冲电源。新型脉冲压缩二极管压缩特性与前级脉冲上升沿,电压,电流等特征参数密切相关,因此测试需要前级脉冲上升沿可调,电压大于3 kV,重复频率大于10 kHz。在高压MOSFET器件基础上,通过改变驱动电流的方法,实现了前级脉冲上升沿的调节。满足本文对PIPN样品寿命、脉冲压缩性能测试的需求。2.在MIM、MIP结构样品失效的研究基础上,设计并制备了 PIPN新结构样品。在对MIM和MIP样品机理研究和失效机理研究的基础上,提出了进一步利用pn结替代MIP结构中肖特基结的设计思路。经过设计计算,确定了各外延层厚度,浓度等结构参数,并利用MBE外延工艺制备了实验样品。3.利用所研制的高压脉冲电源,对PIPN样品的寿命、激发电压和电压上升速率的关系以及脉冲压缩特性进行了实验研究。结果表明:PIPN样品可以将脉宽为166ns、上升沿为50.72 ns的脉冲输出信号压缩至脉宽为12 ns、上升沿仅为1.6 ns,具有良好的脉冲压缩性能;PIPN样品在1 kHz重频下可运行300多万次,相比MIP结构样品(可运行3万次)运行寿命提高了 100倍;PIPN样品在电脉冲触发下存在一定的电流阈值和电压阈值,当电源电压大于阈值电压1700V,触发电流大于阈值电流3.33 mA,样品可正常触发脉冲。
李云涛[2](2021)在《大功率IGBT驱动及过压抑制研究》文中进行了进一步梳理IGBT的驱动保护电路作为电力电子功率主电路与控制电路的桥梁,其性能直接影响IGBT的工作状态。在高频大容量工作环境中,IGBT在关断时,集-射极两端将感应出过电压,如果不加以限制,甚至可能超过其最大能够承受的集-射极电压,将IGBT直接击穿;如果在发生短路或过载时,未能及时发现故障,电流将持续增加,会对其造成不可逆转的热击穿。因此研究IGBT的驱动保护电路具有重大意义。本文详细分析了IGBT的结构、工作原理、工作特性以及IGBT产生过电压的原因,并通过SABER软件对现有的IGBT过压保护技术进行仿真分析,对比总结各自优劣势。详细分析传统动态电压上升控制电路的工作原理和时序,并通过仿真分析关键参数对传统动态电压上升控制电路影响。建立IGBT小信号模型和传递函数,提出了一种基于复合管结构可改变增益的电流放大电路,替代原电路的电流放大电路,弥补原电路增益不可调,并且使用MOS管作为信号放大电路容易饱和的缺点。对本文提出的方案进行仿真验证,通过仿真不断调整各个相关参数,达到预期效果。仿真结果表明新型动态电压上升控制电路通过改变IGBT关断时刻集电极UCE的上升斜率,控制IGBT微导通电压来使IGBT关断过电压得到抑制。基于其原理和仿真结果,对新型动态电压上升控制硬件电路进行设计和开发,搭建单脉冲实验平台,在实验中不断调试最终达到预期效果。仿真和实验结果表明,新型动态电压上升控制电路在IGBT关断时确实改变了UCE上升斜率,降低了集电极电流IC下降速率,保证IGBT安全运行,并且电压尖峰超调量相较传统动态电压上升电路提升了30%左右,提升了电路工作的稳定性;同时在关断瞬间能够有效抑制震荡,提升电路的可靠性。
徐英辉[3](2021)在《SiC MOSFET高可靠性驱动技术研究》文中指出受制于Si材料的物理特性,Si基器件已无法满足充电设备在功率密度和开关损耗等方面对功率器件的性能需求。作为第三代宽带隙半导体的典型代表,SiC MOSFET具有耐高压,耐高温和开关损耗低等优良特性。相比于Si器件,SiC MOSFET应用于充电设备中将极大减小设备体积,提高设备的功率密度和效率。然而,由于SiC MOSFET封装与设计中引入杂散参数,使其应用于桥臂电路中极易在开关瞬态产生栅极串扰电压。同时,目前商业化SiC MOSFET额定耐压值最高为1700V,难以直接应用于中高压充电设备中。为解决上述问题,本文主要研究内容如下:首先,本文阐述了 SiC器件特性及发展过程,并针对SiC MOSFET的应用领域中存在的桥臂串扰与串联分压失衡问题综述其研究现状。其次,本文分析了 SiC MOSFET内部结电容的非线性对开关特性的影响。阐述SiC MOSFET半桥电路串扰产生机理,并建立串扰电压模型,分析栅源极间电容、共源电感等驱动参数对串扰尖峰的影响。同时,基于双管串联半桥电路分析串联SiC MOSFET分压失衡原因,并分析寄生电感对串联SiC MOSFET分压特性的影响。随后,针对SiC MOSFET桥臂串扰问题,本文提出了一种新型高抗扰驱动电路。所提驱动采用无源元件设计具有反向钳位功能的无源米勒钳位电路并基于RC并联分压结构设计自产生负压电路,实现串扰抑制功能。通过建立所提驱动开关瞬态模型详细分析其工作模态,并对驱动电路进行参数设计。基于LTspice对所提驱动性能进行仿真验证。同时,搭建高抗扰驱动实验平台,对所提驱动性能进行实验验证。最后,针对串联SiC MOSFET半桥电路中的分压不均问题,本文基于双管串联同步Buck电路对SiCMOSFET串联运行的分压失衡进行建模分析,并设计了应用于串联SiC MOSFET的辅助均压电路。同时,本文将所提辅助均压电路与本文所提高抗扰驱动的串扰抑制电路结合,设计了应用于串联SiC MOSFET半桥电路的辅助均压驱动方案。基于双管串联的同步Buck电路,仿真验证所提辅助均压方案的串扰抑制与均压能力。
欧宏[4](2021)在《SiC MOSFET驱动电路的串扰抑制及短路保护研究》文中研究指明宽禁带半导体器件SiC MOSFET凭借其开关速度快、工作频率高、导通损耗小、耐高温等方面的优势,在太阳能光伏、电动汽车、高频电源等领域逐渐取代传统的硅基功率器件。随着开关速度的提高,开关过程中的di/dt和d V/dt也会逐渐增大,且器件及电路中存在着大量的寄生参数,会给系统带来严重的电磁干扰,其中桥臂串扰便是由SiC MOSFET功率侧较高的di/dt和d V/dt通过密勒电容和源极杂散电感耦合到驱动回路中引起。另一方面,由于SiC MOSFET具有芯片面积小、短路电流大、发热位置集中等方面的特点,导致其短路耐受时间和耐受能量均较小。SiC MOSFET在以上两方面的缺陷限制了其高频应用,因此本文将从SiC MOSFET驱动电路的角度入手,针对串扰抑制及短路保护两方面展开研究。第一部分分析了SiC MOSFET桥臂串扰产生的机理。以桥式电路同步Buck变换器为例,分析了SiC MOSFET的开关过程,基于器件数据手册及实验提取的参数,计算出电压和电流的暂态波形。其次在开通与关断的不同阶段分析了串扰产生的机理,考虑密勒电容的非线性特性、漏-源极电压的过冲与振荡过程、共源极杂散电感和体二极管反向恢复等非理性特性,建立串扰的数学模型,并进行了仿真验证。最后通过改变Buck变换器中的各类电路参数来分析串扰电压的变化趋势。第二部分设计了SiC MOSFET串扰抑制的驱动电路。基于上述桥臂串扰的机理分析,提出了两种串扰抑制电路。其一为基于RC电位延迟的多电平驱动电路,通过RCD电压等级转换器产生负的栅极驱动电压,与控制端一致的驱动信号经过RC串联电路延迟后接入到辅助N沟道MOSFET的输入端,实现三电平驱动的功能;其二为被动式密勒钳位抑制电路,通过该辅助电路来改变SiC MOSFET在开关瞬态期间驱动回路的阻抗,将密勒电流释放至地,从而有效地抑制了串扰。最后仿真和实验验证了串扰抑制效果的可行性。第三部分设计了SiC MOSFET短路保护的驱动电路。以硬开关短路故障和负载短路故障为例,从半导体物理的角度对其失效机理进行了分析。其次通过改变器件及电路中的相关参数,分析了短路波形的变化趋势。最后,基于饱和电压检测法和栅极电流检测法,提出了一种两级软关断短路保护电路,通过减缓SiC MOSFET的关断速度来避免器件遭受损坏,仿真验证了短路保护性能的可靠性。本文采用了理论分析、仿真和实验验证的方法对SiC MOSFET驱动电路中的串扰问题及短路保护问题进行了研究。基于上述方法研究桥臂串扰的产生机理、短路失效机理,并在传统的驱动电路上进行优化改进,将更大程度上发挥SiC MOSFET的工作效能,这对宽禁带功率半导体器件应用的发展具有重要的意义。
韩润[5](2021)在《三端稳压器电磁兼容模型建立方法研究》文中研究说明在电子系统的设计过程中,需要对电子系统进行电磁兼容性仿真,进而需要各个器件的电磁兼容仿真模型。各大通用仿真软件的元器件模型库并未包含所有元器件的模型,或是提供的功能模型不符合电磁兼容仿真的要求。本文以三端稳压器为对象,对其开展了电磁兼容模型建立方法的研究,主要工作内容如下:(1)三端稳压器工作原理分析及物理模型建立。通过对三端稳压器工作原理的分析,结合生产厂商提供的稳压器的原理图,利用通用电磁仿真软件CST自带的分立元器件库,搭建三端稳压器的物理模型。分析此种模型的建模难度及优缺点,在此基础上提出新的建模方式,建立其功能模型。(2)三端稳压器功能模型建立。应用PSPICE仿真软件内置的Model Editor工具,通过参数拟合得到稳压器的基本功能模型。此种模型是介于物理模型和行为模型之间的半物理模型,需要大量的外部特性参数。结合数据手册和实物测试,获取建模所需参数,通过参数拟合建立功能模型。(3)三端稳压器电磁兼容模型建立。基于电磁兼容仿真的相关要求,对功能模型进行修正。首先通过修改功能模型内部参数来调整模型的最小压差和静态电流;进而通过构造新的子电路功能模块,实现调节纹波抑制比、电压调整率等电磁兼容特性的目的;最后遵循SPICE语法规则将各个功能模块组合在一起,构成最终的三端稳压器电磁兼容模型。(4)稳压器模型的仿真验证。对建立的电磁兼容模型,参照数据手册规定的测试条件进行仿真对比。首先验证了其输出电压、最小压差和静态电流等静态特性的准确性;然后验证了电压调整率、电流调整率和纹波抑制比等电磁兼容相关动态特性;最后对三端稳压器保护功能中具有代表性的过流保护功能进行了验证。模型参数与实际器件参数误差较小,证明了建模方法的准确性。
徐瑞[6](2020)在《光电耦合器辐照效应实验及仿真模拟研究》文中认为光电耦合器(简称光耦)是一种由发光二极管和光敏三极管耦合而成的光电器件,主要用来实现系统的光电隔离功能。作为航天器信号传输系统中重要元器件,其遭受空间辐射损伤问题广受关注。为了解和分析光耦在空间辐射环境下的性能退化和损伤机理,针对现有研究中存在的空白与不足之处,本文以多种光耦为研究对象,开展了加速器质子和散裂源中子辐照实验,获得了光耦辐射敏感参数退化的实验规律。应用位于东莞的散裂中子源白光中子在国内首次进行了光耦散裂中子辐照实验。同时,本文还开展了辐照损伤效应仿真模拟研究,在结合辐照实验与仿真模拟研究的基础上,深入分析了光耦辐照损伤机理。辐照实验研究表明,质子和中子的辐照损伤效应均会导致光耦的性能发生退化。其中光耦电流传输比,发光二极管发光功率,光敏三极管基极电流和输出特性曲线等是光耦主要的辐射敏感参数。随着辐照注量的增加,光耦电流传输比明显降低,并且峰值漂移。作为光耦的分立器件,发光二极管的发光功率会随着辐射注量的增加而显着降低。同时随着辐照注量增加,光敏三极管基极电流与输出特性曲线也会发生退化。不同能量质子诱发光耦性能退化程度也有不同,60 Me V质子对光耦的辐照损伤比90 Me V质子带来的辐照损伤更严重。应用仿真软件TCAD开展了光耦辐照效应仿真模拟研究,建立了光耦器件物理模型,同时根据质子辐射效应构建了对应的辐射模型。通过开展光耦辐照效应仿真模拟,对光耦的发光二极管I-V特性曲线、发光二极管发光功率以及光敏三极管输出特性曲线等辐射敏感参数进行了仿真模拟计算,将仿真模拟结果与辐照实验结果进行相互验证。同时,针对辐照前后发光二极管电流密度分布和载流子复合速率分布等微观参数的变化进行了模拟计算,并对结果进行了分析。仿真模拟研究为深入开展光耦的辐照损伤机理分析提供了理论计算依据。本文结合光耦辐照实验与仿真模拟研究两方面,深入开展了光耦辐照效应损伤机理研究,为光耦抗辐照加固技术研究提供了理论基础和实验技术支持。
鲁霄月[7](2020)在《基于半绝缘GaAs电触发非线性模式新型脉冲压缩二极管特性研究》文中指出半绝缘GaAs非线性模式(Lock-on模式)可以由激光触发,也可以通过电子束注入触发。在GaAs光电导开关中,非线性模式能够带来极大的电流增益,大幅降低对触发激光单脉冲能量的需求,从而减小系统体积和成本,以适应应用需求。利用MIM结构样品局部雪崩载流子触发GaAs非线性导通,已经获得实验证实。电触发非线性模式触发后能输出纳秒级高压脉冲,在脉冲功率技术领域具有重要的研究价值和应用潜力。本文在研究电触发半绝缘GaAs非线性模式脉冲产生机理的基础上,在工艺结构的改进和同步触发方面做了以下工作:1.基于样品寿命测试,首先分析了 MIM(Metal-Semiconductor-Metal)结构样品失效原因,在此基础上,设计利用反偏pn结替代肖特基结,设计并制备了新结构的MIP(Metal-Semiconductor-P-GaAs)结构二极管,并对其输出特性进行研究。对MIP结构样品实验测试结果表明MIP结构结果不仅能够大幅提升输出电压幅值,同时提升了样品寿命。2.基于电触发非线性模式+du/dt延迟击穿特性和—du/dt触发特性,实现了 MIP结构二极管的并联同步触发和串联同步触发。实验结果表明,两器件并联触发同步性误差小于1ns,但并联未能增大输出电流。两器件串联同步触发获得了良好的效果,串联输出电脉冲幅值接近单个器件输出电脉冲幅值之和的89%。3.研究了 MIP结构二极管在不同条件下的通态电阻。实验结果表明:样品通态电阻与输出电流相关。理论分析了通态电阻导通特性机理。电触发非线性模式的+du/dt延迟击穿特性和-du/dt触发特性使其在脉冲压缩领域具有独特的优势和发展潜力。本文在多器件同步触发、改进工艺降低通态电阻方面的工作能够促进新型脉冲压缩器件的研发进程。
陆扬扬[8](2020)在《氮化镓功率器件栅驱动芯片关键技术研究》文中研究指明高压功率器件和驱动芯片的不断创新推动着电源系统快速发展,目前硅基功率器件特性已接近理论极限,阻碍了电源系统效率的进一步提升,采用氮化镓功率器件替代传统硅基功率器件正成为突破电源系统效能瓶颈的有效途径之一。但是,由于GaN功率器件具有开关速度快、栅极击穿电压低、反向续流损耗大等特点,传统高压驱动芯片无法高效可靠地驱动GaN功率器件。因此,研究GaN功率器件专用驱动芯片迫在眉睫。其中,如何提升芯片的传输速度、保护GaN器件栅极及优化死区时间是芯片设计的难点。本文针对上述技术难点,系统性地研究了GaN功率器件专用驱动芯片的瞬态噪声抑制技术、栅极钳位技术以及自适应死区技术,提出了相应的创新方法,并基于国内700V高低压兼容BCD工艺完成了芯片的流片验证。论文的主要创新研究如下:1.研究了dVs/dt瞬态噪声干扰驱动芯片导致信号紊乱的工作机理,重点剖析了芯片瞬态噪声抑制能力与传输延时之间的矛盾关系,指出优化瞬态噪声抑制能力与延时的关键在于滤除差模噪声,据此提出了一种双重互锁高压电平移位电路。实验结果表明,芯片的传输延时低于25ns且抗dVs/dt瞬态噪声能力大于100V/ns。2.提出了一种双电平自举栅极钳位保护技术。通过负压检测输出信号控制高压侧自举电容的充电通路,实现栅压钳位;通过隔离的双电平自举电路扩展了电平移位电路的输出电压范围,提升了芯片的Vs负偏压能力。实验结果表明,5V电源电压下,芯片的Vs负偏压能力达到-6V,同时品质因子提升了20%以上。3.提出了一种采用阶梯式动态延时电路的自适应死区技术。根据死区结束时刻开关节点的电压状态动态加减延迟线的延时值,从而自适应调整死区时间。实验结果表明,高侧器件关断至低侧器件开启的最小死区时间达到11.6ns,而低侧器件关断至高侧器件开启的最小死区时间达到8.4ns。4.提出了一种采用预充电技术的高调谐线性度张弛振荡器。通过抵消电容预充电和有效充电两个阶段的过充电压,消除了比较器失调和环路延时对振荡器频率的影响。实验结果表明,振荡器线性度达到了99.41%。5.详细设计了GaN功率器件栅驱动芯片中输入级电路、输出级小死区电路、欠压保护电路等关键模块电路,研制了一款GaN功率器件专用驱动芯片,完成了传输延时、开关特性及保护性能等关键参数的测试和考核。
刘畅[9](2020)在《SiC MOSFET串扰及高频振荡抑制研究》文中认为功率器件是电力电子技术的重要组成部分,在工业应用和输配电系统中有着举足轻重的地位。对工业自动化提出更高要求的同时,基于硅材料的功率器件在变频器的应用中已没有了进一步提高的空间,但碳化硅材料的出现打破了这一技术瓶颈。国内外学者纷纷表示SiC MOSFET将取代Si IGBT成为新一代功率器件。本文研究内容如下:首先综述了功率器件的发展以及SiC MOSFET工程和学术背景,归纳总结了国内外关于SiC MOSFET在应用方面的研究现状。其次对功率MOSFET做简要介绍,阐述SiC MOSFET相关特性。着重介绍SiC MOSFET的开关行为模型,对于不同阶段功率器件导通和关断过程,绘制等效电路图,建立了数学方程。然后提出SiC MOSFET桥臂串扰的问题和抑制方法。通过理论分析及仿真实验两种方式的结合阐述了串扰产生的原理。介绍了多种抑制串扰的驱动电路设计方法,并基于有源串扰抑制方法,使用一种改进的栅极驱动电路。分析新型驱动电路的工作原理,给出设计参数。介绍仿真软件和实验平台,为驱动电路的设计提供分析方法和实验支撑,并通过双脉冲测试实验验证了该驱动电路串扰抑制的有效性。最后提出一种新型的谐振阻尼电路,以减少开关时的电压电流振荡现象。介绍SiC MOSFET寄生参数,并对SiC MOSFET导通振荡和关断振荡现象进行分析。从理论上定量分析振荡频率和阻尼系数,给出不同阶段的计算公式。提出一种采用空心PCB线圈谐振阻尼电路来抑制SiC MOSFET的开关振荡问题的方法。实验验证了在不同的条件下该驱动电路均能实现对功率侧电压电流振荡的抑制。该论文有图56幅,表4个,参考文献83篇。
钟海文[10](2020)在《半导体激光点火技术的研究与应用》文中研究表明随着激光技术的发展和武器系统中火工品安全性要求的提高,激光火工技术早已作为一种先进的点火技术而受到业界的广泛关注。本文基于半导体激光器,设计了一种单光纤光路结构的激光点火系统。首先分析了激光点火系统的基本需求并确定了系统的总体技术方案,然后对系统中的主要单元,包括控制模块、点火激光器驱动模块、光路检测模块、点火时间测量模块以及同步输出模块等单元进行了理论分析和硬件电路设计,并根据点火系统的工作流程,对系统软件进行了设计和编写,最后对系统中各个模块的性能和整机输出进行了实验测试。具体内容如下:(1)对激光点火系统的组成结构进行了分析与研究,确定了系统的整体设计方案。通过分析比较单光纤和双光纤光路结构的优缺点,确定了系统的光路结构。根据各波段半导体激光器的特点以及点火药剂的吸收光谱,从光纤耦合激光器模块的工艺水平和激光传输损耗角度分别选取了980nm和1310nm波长的激光作为系统的点火激光和检测激光。(2)根据系统的整体设计方案,完成了系统的软硬件设计。硬件设计主要分为系统光路设计和控制系统硬件设计两部分,光路设计部分主要设计了基于单光纤双波长方案的光路结构,控制系统硬件设计主要包括系统电源、主控制器、激光器驱动、点火时间测量、同步信号输出、光路检测、系统安保等模块的分析与设计。软件设计部分主要根据点火系统的工作流程,基于MDK开发工具进行设计,主要包括系统初始化、激光器温度的读取与监测、点火激光功率和脉宽的设定、系统光路检测等程序。(3)采用单光纤双波长技术方案实现了激光点火系统光路的定量检测。分析研究了系统光路的检测原理,并基于单光纤的光路结构实现了起爆器光窗口的反射率的定量检测,点火系统光路检测时可根据测量的反射率数值判断光路的连续性。设计了光电检测电路,并通过优化设计实现了微弱检测光信号的探测。(4)对各功能模块进行了软硬件协同测试,测试结果表明:激光器驱动电路的输出电流纹波小、无过冲、稳定性高;安保模块中光开关的插入损耗和延时时间满足系统设计要求;点火时间测量模块测量时间的准确性满足预期要求;同步信号输出模块输出的信号与点火信号的时间差随点火功率的增加而减少,时间差最大值满足设计要求;系统连续工作和多次插拔起爆器对光窗口反射率的测量影响不大,测得的反射率波动性较小;整机输出激光功率的准确性和中心波长的稳定性满足预期要求。控制系统软件功能齐全、操作简便,且运行可靠。系统各功能模块在主控制器的控制下稳定运行,最终实现了激光点火系统的基本功能,包括光路检测、系统保护、激光点火等,且具有较高的安全性和可靠性。
二、半导体三极管的损坏机理浅析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、半导体三极管的损坏机理浅析(论文提纲范文)
(1)新型PIPN结构SI-GaAs脉冲压缩二极管特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 半导体脉冲功率开关 |
1.3 本文主要工作 |
2 基于电触发SI-GaAs非线性模式的新型脉冲压缩二极管 |
2.1 SI-Ga As的材料基本特性 |
2.1.1 SI-GaAs能带结构 |
2.1.2 砷化镓材料补偿机制 |
2.2 SI-GaAs光电导开关非线性模式 |
2.3 电触发SI-GaAs非线性模式的脉冲压缩特性 |
2.4 新型脉冲压缩存在的问题 |
2.5 本章小结 |
3 初级高压纳秒脉冲电源的研制 |
3.1 实现高压脉冲电源的基本方法 |
3.2 脉冲电源结构设计 |
3.2.1 功率MOSFET选择 |
3.2.2 隔离驱动的实现 |
3.3 脉冲电源总体电路设计 |
3.4 高压脉冲电源测试 |
3.5 脉冲上升沿的调控 |
3.6 本章小结 |
4 PIPN样品的结构设计和实验特性研究 |
4.1 PIPN样品的结构设计 |
4.2 PIPN样品导通机理 |
4.3 PIPN样品特性研究 |
4.3.1 PIPN样品脉冲压缩特性 |
4.3.2 PIPN样品的寿命测试 |
4.3.3 PIPN样品触发条件测试 |
4.4 PIPN样品的失效 |
4.5 PIPN雪崩晶体管结构设计 |
4.5.1 纵向结构设计 |
4.5.2 横向结构设计 |
4.6 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 研究工作总结 |
5.2 本文创新点 |
5.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)大功率IGBT驱动及过压抑制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 大功率IGBT驱动国内外研究现状 |
1.3 本文研究主要内容 |
第二章 IGBT的结构、工作特性及机理 |
2.1 IGBT的基本结构和数学模型 |
2.2 IGBT工作特性 |
2.2.1 转移特性和输出特性 |
2.2.2 开通过程和关断过程 |
2.3 IGBT的主要参数 |
2.4 擎住效应 |
2.5 IGBT的失效原理 |
2.6 本章小结 |
第三章 IGBT过压保护技术研究 |
3.1 IGBT产生过电压的原因 |
3.1.1 门极过电压分析 |
3.1.2 集-射极过电压分析 |
3.2 门极过电压保护 |
3.3 集-射极过电压保护 |
3.4 过压保护技术仿真分析 |
3.4.1 无源吸收电路仿真 |
3.4.2 有源钳位电路仿真 |
3.5 本章小结 |
第四章 动态电压上升控制电路 |
4.1 基于SABER软件的IGBT模型建立 |
4.2 动态电压上升控制电路原理分析 |
4.3 系统建模与稳定性分析 |
4.3.1 IGBT数学建模 |
4.3.2 动态电压上升控制电路控制原理 |
4.4 动态电压上升控制电路时序分析 |
4.5 驱动电路参数确定 |
4.5.1 驱动电阻确定 |
4.5.2 主要元器件介绍 |
4.6 动态电压上升控制电路仿真分析 |
4.7 仿真分析参数影响 |
4.8 本章小结 |
第五章 新型动态电压上升控制电路的设计与开发 |
5.1 电流放大电路设计与开发 |
5.2 整流桥和IGBT选型 |
5.3 驱动电路设计与开发 |
5.3.1 驱动平均功率计算 |
5.3.2 驱动最大峰值电流的计算 |
5.3.3 M57962L外围电路设计与开发 |
5.4 集-射极过电压保护电路设计与开发 |
5.5 电流检测电路设计与开发 |
5.6 控制方案的设计与开发 |
5.7 控制器选择 |
5.8 仿真对比分析 |
5.9 本章小结 |
第六章 实验验证 |
6.1 整体实验平台搭建 |
6.2 调试过程及实验结果分析 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
(3)SiC MOSFET高可靠性驱动技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 SiC MOSFET串扰研究现状 |
1.2.2 串联SiC MOSFET均压研究现状 |
1.3 论文主要研究内容 |
第二章 SiC MOSFET串扰与串联分压不均机理分析 |
2.1 SiC MOSFET模型 |
2.2 驱动设计考量因素 |
2.2.1 驱动电压选择 |
2.2.2 驱动电阻大小选择 |
2.2.3 保护电路设计 |
2.3 桥臂串扰成因分析 |
2.3.1 串扰机理分析 |
2.3.2 串扰电压模型仿真验证 |
2.4 SiC MOSFET串联分压不均成因分析 |
2.4.1 开关过程分压不均机理分析 |
2.4.2 寄生电感对均压特性的影响 |
2.5 本章小结 |
第三章 SiC MOSFET新型高抗扰驱动电路设计 |
3.1 新型高抗扰驱动电路 |
3.2 新型高抗扰驱动电路原理分析 |
3.2.1 工作模态分析 |
3.2.2 开关瞬态工作原理分析 |
3.3 新型高抗扰驱动电路参数设计 |
3.4 驱动电路仿真验证与分析 |
3.4.1 驱动电路LTspice模型搭建 |
3.4.2 仿真结果分析 |
3.4.3 不同驱动方案功率损耗分析 |
3.5 驱动电路实验验证 |
3.5.1 驱动电路硬件平台总体框架 |
3.5.2 高抗扰驱动硬件平台设计 |
3.5.3 实验结果分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 SiC MOSFET串联均压技术研究 |
4.1 串联SiC MOSFET开关过程分压不均建模 |
4.2 串联SiC MOSFET均压电路设计 |
4.2.1 传统串联开关管均压电路设计 |
4.2.2 SiC MOSFET串联均压电路设计 |
4.3 仿真验证与分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间发表的论文和科研成果 |
硕士期间参加的科研工作 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(4)SiC MOSFET驱动电路的串扰抑制及短路保护研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 桥臂电路串扰的机理研究现状 |
1.2.2 串扰抑制的驱动电路研究现状 |
1.2.3 短路检测与保护研究现状 |
1.3 本文的研究目标及主要内容 |
1.4 论文的结构安排 |
第二章 SiC MOSFET桥臂串扰的分析与建模 |
2.1 同步Buck变换器开关过程分析 |
2.2 桥臂串扰的分析与建模 |
2.3 仿真与模型验证 |
2.4 寄生参数对桥臂串扰的影响 |
2.4.1 寄生电容C_(gd)对串扰的影响 |
2.4.2 寄生电容C_(gs)对串扰的影响 |
2.4.3 寄生电容C_(ds)对串扰的影响 |
2.4.4 杂散电感L_g对串扰的影响 |
2.4.5 杂散电感L_(loop)对串扰的影响 |
2.5 本章小结 |
第三章 SiC MOSFET串扰抑制的驱动电路设计 |
3.1 典型的串扰抑制方法 |
3.1.1 改变驱动电压等级 |
3.1.2 改变驱动回路阻抗 |
3.2 基于RC电位延迟的多电平驱动电路 |
3.2.1 电路原理分析 |
3.2.2 仿真验证 |
3.3 被动式密勒钳位抑制电路 |
3.3.1 电路原理分析 |
3.3.2 实验验证 |
3.4 本章小结 |
第四章 SiC MOSFET短路保护的驱动电路设计 |
4.1 SiC MOSFET短路类型及失效分析 |
4.2 电路参数对短路特性的影响 |
4.2.1 杂散电感L_(loop)对短路特性的影响 |
4.2.2 驱动电阻R_g对短路特性的影响 |
4.2.3 驱动电压V_G对短路特性的影响 |
4.2.4 母线电压V_(DC)对短路特性的影响 |
4.3 两级软关断保护电路 |
4.3.1 电路原理分析 |
4.3.2 仿真验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结和展望 |
5.1 全文工作总结 |
5.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
(5)三端稳压器电磁兼容模型建立方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 器件模型的研究现状 |
1.2.2 建模软件的研究现状 |
1.2.3 稳压器模型的研究现状 |
1.3 论文的研究内容 |
1.4 论文的结构安排 |
第二章 三端稳压器工作原理及其物理模型建模方法研究 |
2.1 三端稳压器的结构及工作原理 |
2.1.1 三端稳压器的结构 |
2.1.2 三端稳压器的工作原理 |
2.2 带隙基准电压源结构原理 |
2.3 误差放大器及功率管结构与工作原理 |
2.3.1 达林顿结构 |
2.3.2 镜像恒流源 |
2.3.3 误差放大器及功率管 |
2.4 三端稳压器的物理模型 |
2.5 本章小结 |
第三章 三端稳压器功能模型建立方法研究 |
3.1 建模软件Model Editor介绍 |
3.2 三端稳压器建模所需参数确立 |
3.2.1 参考电压 |
3.2.2 调节引脚电流 |
3.2.3 输出阻抗 |
3.2.4 电流限制 |
3.3 建模所需参数的采集 |
3.3.1 通过数据手册获取数据 |
3.3.2 通过搭建实物测试平台获取数据 |
3.4 功能模型的建立 |
3.5 本章小结 |
第四章 三端稳压器电磁兼容模型建立方法研究 |
4.1 子电路模块的介绍 |
4.2 模型静态特性参数的修正方法 |
4.2.1 最小压差的修正 |
4.2.2 静态电流的修正 |
4.3 模型电磁兼容特性参数的修正方法 |
4.3.1 电压调整率的修正 |
4.3.2 电流调整率的修正 |
4.3.3 纹波抑制比修正模块 |
4.3.4 电压限制模块及其相关组件 |
4.4 模块的组装及模型文件的编写 |
4.5 本章小结 |
第五章 稳压器模型的仿真验证 |
5.1 输出电压的验证 |
5.2 最小压差的验证 |
5.3 静态电流的验证 |
5.4 电压调整率的验证 |
5.5 电流调整率的验证 |
5.6 纹波抑制比的验证 |
5.7 过流保护功能的验证 |
5.8 建模方法可行性验证 |
5.9 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文总结 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
(6)光电耦合器辐照效应实验及仿真模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 空间辐射环境介绍 |
1.2.1 空间辐射环境 |
1.2.2 地面常见辐射源及其与空间辐射环境的区别 |
1.3 光耦的发展及其辐射环境应用 |
1.3.1 光耦的发展 |
1.3.2 光耦在辐射环境的应用 |
1.4 光耦辐照效应研究现状 |
1.4.1 国外研究进展 |
1.4.2 国内研究进展 |
1.4.3 研究进展总结 |
1.5 本文主要工作内容 |
第2章 光耦的结构、原理和辐照效应 |
2.1 光耦的基本结构和工作原理 |
2.1.1 LED基本结构和工作原理 |
2.1.2 光敏三极管基本结构和工作原理 |
2.1.3 光耦基本结构和工作原理 |
2.2 辐照效应机理 |
2.2.1 电离效应 |
2.2.2 位移效应 |
2.2.3 单粒子效应 |
2.3 本章小结 |
第3章 光耦辐照损伤效应实验与分析 |
3.1 实验准备 |
3.1.1 实验样品准备 |
3.1.2 实验方法及测系统 |
3.2 质子辐照实验与分析 |
3.2.1 实验装置与方案 |
3.2.2 质子辐照实验结果与机理分析 |
3.3 不同能量质子辐照损伤比较 |
3.3.1 非电离能损介绍 |
3.3.2 不同能量质子辐照光耦实验结果的比较与分析 |
3.4 散裂中子辐照实验与分析 |
3.4.1 实验装置与方案 |
3.4.2 散裂中子辐照实验结果与机理分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 光耦质子辐照损伤效应的仿真模拟与分析 |
4.1 软件介绍 |
4.2 光耦物理模型构建 |
4.2.1 网格模型构建 |
4.2.2 物理参数模型 |
4.3 光耦辐照模型 |
4.4 仿真结果计算与分析 |
4.4.1 宏观参数模拟结果 |
4.4.2 微观参数模拟结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)基于半绝缘GaAs电触发非线性模式新型脉冲压缩二极管特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 脉冲功率开关 |
1.3 本文主要工作 |
2 SI-Ga As MIM电触发非线性模式特性 |
2.1 SI-Ga As材料基本性质 |
2.1.1 GaAs材料基本特性 |
2.1.2 SI-Ga As中的EL2 深能级缺陷 |
2.1.3 GaAs光电导开关非线性模式 |
2.2 SI-Ga As MIM电触发非线性模式基本特性 |
2.2.1 SI-Ga As MIM样品的制备 |
2.2.2 SI-Ga As MIM电触发非线性模式基本特性 |
2.2.3 MIM结构样品脉冲压缩应用中存在的问题 |
2.3 本章小结 |
3 利用SI-Ga As MIM样品下降沿触发特性实现串、并联 |
3.1 SI-Ga As MIM样品下降沿触发机理分析 |
3.2 MIP二极管并联脉冲输出特性研究 |
3.2.1 开关器件并联难点及常用解决方案 |
3.2.2 MIP二极管并联研究 |
3.3 MIP二极管串联脉冲输出特性研究 |
3.3.1 开关器件串联难点及常用解决方案 |
3.3.2 MIP二极管串联研究 |
3.4 本章小结 |
4 MIP结构样品特性研究 |
4.1 SI-Ga As样品寿命问题研究 |
4.1.1 SI-Ga As光电导开关失效 |
4.1.2 其他开关的失效 |
4.1.3 SI-Ga As MIM样品失效原因与解决方案 |
4.2 SI-Ga As外延pn结样品 |
4.2.1 MIP二极管的制备 |
4.2.2 MIP二极管的特性 |
4.3 MIP二极管的通态电阻 |
4.3.1 其他器件通态电阻 |
4.3.2 MIP二极管通态电阻 |
4.4 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 研究工作总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(8)氮化镓功率器件栅驱动芯片关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 氮化镓功率器件栅驱动芯片技术研究现状与发展 |
1.3 主要研究内容 |
第二章 低延时瞬态噪声抑制技术研究 |
2.1 瞬态dVs/dt噪声产生机理 |
2.2 高压瞬态噪声干扰驱动芯片的工作机理 |
2.3 传统瞬时噪声抑制技术 |
2.4 新型低延时双重互锁瞬态噪声抑制技术 |
2.5 本章小结 |
第三章 氮化镓功率器件栅极过压保护技术研究 |
3.1 氮化镓功率器件栅极击穿特性 |
3.2 栅极过压的形成机理 |
3.3 传统电压钳位保护技术 |
3.4 新型双电平自举栅极钳位保护技术 |
3.5 本章小结 |
第四章 防直通自适应死区技术研究 |
4.1 氮化镓功率器件反向导通特性 |
4.2 氮化镓功率器件续流状态形成机理 |
4.3 传统自适应死区技术 |
4.4 新型阶梯式自适应死区技术 |
4.5 本章小结 |
第五章 氮化镓功率器件专用驱动芯片设计与测试分析 |
5.1 氮化镓功率器件驱动芯片整体架构 |
5.2 接口电路与保护电路设计 |
5.3 新型高调谐线性度张弛振荡器 |
5.4 版图设计 |
5.5 测试分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
博士期间的研究成果 |
(9)SiC MOSFET串扰及高频振荡抑制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
2 SiC MOSFET特性及开关行为研究 |
2.1 功率MOSFET特性分析 |
2.2 开关过程及行为模型 |
2.3 本章小结 |
3 SiC MOSFET串扰抑制驱动电路设计 |
3.1 串扰机理及典型抑制方法 |
3.2 新型串扰抑制驱动电路 |
3.3 仿真和实验平台 |
3.4 实验与分析 |
3.5 本章小结 |
4 SiC MOSFET开关振荡机理分析及抑制方法研究 |
4.1 SiC MOSFET振荡机理分析 |
4.2 空心PCB线圈阻尼振荡抑制电路 |
4.3 实验与分析 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(10)半导体激光点火技术的研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 论文的研究背景及意义 |
1.2 激光点火技术的研究现状 |
1.3 论文的研究内容与论文结构 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 论文结构 |
第2章 激光点火系统的总体结构及光路设计 |
2.1 激光点火系统的总体结构 |
2.2 激光点火系统光路设计 |
2.3 半导体激光器波长选型与需求分析 |
2.3.1 激光点火系统的基本参数 |
2.3.2 半导体激光器驱动及散热需求 |
2.4 本章小结 |
第3章 激光点火系统硬件设计 |
3.1 激光点火系统光路结构 |
3.2 激光器驱动模块 |
3.2.1 点火激光器驱动电路 |
3.2.2 检测激光器驱动电路 |
3.3 光路检测模块 |
3.3.1 光窗口反射率的定量检测 |
3.3.2 光电检测电路 |
3.4 系统安保模块 |
3.4.1 电子安保模块 |
3.4.2 机械安保模块 |
3.5 隔离模块 |
3.5.1 点火时间测量模块 |
3.5.2 同步信号输出模块 |
3.6 温度控制模块 |
3.7 主控制器模块 |
3.7.1 主控制器选型 |
3.7.2 主控制器模块电源及外围电路 |
3.8 系统电源模块 |
3.9 本章小结 |
第4章 激光点火系统软件设计 |
4.1 主程序设计 |
4.2 主要功能模块程序设计 |
4.2.1 系统初始化程序 |
4.2.2 主循环程序 |
4.2.3 各功能模块驱动程序 |
4.3 本章小结 |
第5章 激光点火系统的实验与测试 |
5.1 系统测试说明 |
5.2 激光器驱动电路测试 |
5.2.1 驱动电路的调试 |
5.2.2 驱动电路的电流输出测试 |
5.3 安保模块测试 |
5.3.1 安保模块的插入损耗测试 |
5.3.2 安保模块的延时时间测试 |
5.4 隔离模块输出测试 |
5.4.1 点火时间测量模块测试 |
5.4.2 同步信号输出模块测试 |
5.5 光窗口反射率测试 |
5.5.1 系统连续工作稳定性测试 |
5.5.2 点火系统与起爆器间的插拔测试 |
5.6 温度控制模块测试 |
5.7 系统整体输出测试 |
5.7.1 系统输出功率测试 |
5.7.2 激光光谱输出测试 |
5.8 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 研究工作总结 |
6.2 研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、半导体三极管的损坏机理浅析(论文参考文献)
- [1]新型PIPN结构SI-GaAs脉冲压缩二极管特性研究[D]. 赵岚. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]大功率IGBT驱动及过压抑制研究[D]. 李云涛. 西安石油大学, 2021(09)
- [3]SiC MOSFET高可靠性驱动技术研究[D]. 徐英辉. 山东大学, 2021(12)
- [4]SiC MOSFET驱动电路的串扰抑制及短路保护研究[D]. 欧宏. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]三端稳压器电磁兼容模型建立方法研究[D]. 韩润. 电子科技大学, 2021(01)
- [6]光电耦合器辐照效应实验及仿真模拟研究[D]. 徐瑞. 湘潭大学, 2020(02)
- [7]基于半绝缘GaAs电触发非线性模式新型脉冲压缩二极管特性研究[D]. 鲁霄月. 西安理工大学, 2020(01)
- [8]氮化镓功率器件栅驱动芯片关键技术研究[D]. 陆扬扬. 东南大学, 2020(01)
- [9]SiC MOSFET串扰及高频振荡抑制研究[D]. 刘畅. 中国矿业大学, 2020(01)
- [10]半导体激光点火技术的研究与应用[D]. 钟海文. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(08)