特高压GIS隔离开关切合短母线过程中对地二次击穿机理仿真研究

近年来,在特高压气体绝缘开关设备(GIS)的操作过程中发现,隔离开关在切合短母线时会在断口间产生流注分叉对地二次击穿现象。传统有限元-通量修正(FEM-FCT)方法和粒子网格-蒙特卡罗(PIC-MCC)方法在仿真此类长距离气体流注放电分叉现象时,会因高昂的计算成本而难以应用。针对这一问题,该文提出了一种基于相场法的流注放电仿真方法,实现了双阳极流注放电过程中流注分叉现象的模拟,仿真结果与PIC-MCC方法对比证明了该方法的合理性。最后,采用该方法对特高压GIS隔离开关切合短母线过程中的流注分叉现象及其引起的二次击穿现象进了模拟,结果表明,屏蔽罩的屏蔽区域与二次击穿现象有直接关系,减小第一次击穿时的触头间距以及增大屏蔽罩的屏蔽区域,均可以有效地抑制隔离开关对地二次击穿现象。

电磁脉冲作用下二极管二次击穿电热特性

对p-n-n+二极管在电磁脉冲作用下的二次击穿过程进行了二维瞬态电热仿真,研究了二次击穿过程中二极管内部的电场和电流密度分布以及端电压和端电流随电磁脉冲作用时间的变化,探索了二次击穿触发温度、触发电流和触发能量随延迟时间的变化规律.研究结果表明,电磁脉冲作用下二极管的二次击穿属于热二次击穿,电流集中并非二次击穿发生的必要条件,触发温度和触发电流随延迟时间的减小而增大,但触发能量则随延迟时间的减小而减小,仿真得到的电磁脉冲损伤能量阈值与实验数据吻合较好.

关于VDMOSFET二次击穿现象的分析和研究

在PDP驱动电路中的高压功率器件大量采用了VDMOS器件,由二次击穿引起的器件损坏不容忽视。本文讨论了双极晶体管和功率晶体管VDMOS二次击穿的现象,着重分析了功率晶体管VDMOS二次击穿的原因,并提出了改善其二次击穿现象的最佳设计参数及最优准则: 基于寄生晶体管基区结深和浓度优化的方法。同时用器件仿真软件MEDICI模拟了各参数对功率晶体管VDNMOS二次击穿的影响,给出了仿真结果。

ESD应力下深亚微米GGNMOS二次击穿物理级建模仿真

基于静电放电(ESD)应力下深亚微米栅接地N型场效应晶体管(GGNMOS)二次击穿的物理特性,将建立的热击穿温度模型、热源模型与温度相关参数模型相结合,提出了一种新的电热模型,并进行了优化。基于这些模型,可仿真出器件的二次击穿电流值It2(GGNMOS的失效阈值),进而模拟出GGNMOS全工作区域的VD-ID曲线。对两种不同的GGNMOS样品进行模拟仿真,将得到的结果与TLP(传输线脉冲)实验测试的结果相比较,证实了模型的可行性。利用该物理级模型,可快速评估GGNMOS的工艺、版图参数以及脉冲应力宽度对ESD鲁棒性的影响。

VDMOSFET二次击穿效应的研究

在 PDP驱动电路中高压功率器件大量采用了 V DMOS器件 ,由二次击穿引起的器件损坏不容忽视。本文讨论了双极晶体管和功率晶体管 VDMOS二次击穿的现象 ,并着重分析了功率晶体管 VDMOS二次击穿的原因 ,提出了改善其二次击穿现象的措施。用器件仿真软件 MEDICI模拟了各参数因素对功率晶体管 VDMOS二次击穿的影响。

基于非等温能量平衡模型的GTR二次击穿特性研究

基于非等温能量平衡传输模型,利用Silvaco-TCAD全面系统地分析了发射区半宽度(LE)、发射区边缘刻蚀结构以及浮空发射区结构对NPN型硅大功率晶体管(GTR)直流正偏二次击穿特性的影响。结果表明:当LE为130μm时,GTR直流正偏二次击穿临界点电压(VSB)最高。对于LE为150μm的GTR,当发射区边缘横向刻蚀距离为10μm时,对直流正偏二次击穿的改善效果最好。当浮空发射区与发射区边缘间距减小到17μm时,浮空发射区开始发挥改善直流正偏二次击穿特性的作用。

功率晶体管二次击穿无损测试研究

根据功率晶体管二次击穿的物理变化过程，设计出可行的二次击穿无损测试系统。

硅二极管I-V特性及二次击穿计算

利用时域有限差分方法 ,求解了一维半导体器件内部载流子所满足的耦合、非线性、刚性偏微分方程组。得出了发生二次击穿的判据应以空穴电离率为准 ,而不是通常认为的以电子电离率为准的结论 ,并构造了一种准确、快捷地计算半导体器件反偏I-V特性曲线的方法。

D574集成稳压器二次击穿的研究

本文分析了Ｄ５７４集成稳压器热二次击穿和电二次击穿的机理，详细论述了发生这两类二次击穿的条件和原因。

晶体管二次击穿特性研究

主要从器件的结构与制造角度,详细地讨论了与抗烧毁有关的大功率开关晶体管的二次击穿及其改善措施,并介绍了一种新型的大功率晶体管结构,对投片生产具有实际的指导意义.

MOS器件二次击穿行为的电路级宏模块建模

采用一种利用TCAD仿真提取MOS器件在静电放电现象瞬间大电流情况下的电学参数,对MOS器件二次击穿行为进行电路级宏模块建模。MOS器件是一种重要的静电放电防护器件,被广泛地应用为集成电路输入输出口的静电保护器件。用TCAD仿真工具对MOS器件的二次击穿进行宏模块建模,该模型能够正确反映MOS器件二次击穿的深刻机理,具有良好的精确性和收敛性,这对在电路级以及系统级层面上仿真静电放电防护网络的抗静电冲击能力有重要意义。

晶体管二次击穿点火器

利用晶体三极管的二次击穿特性,可以制成几乎不耗电的燃气点火装置。笔者数年前制成该点火器使用至今,性能一直稳定可靠,给家庭中热水器及燃气灶的点火带来很多方便。

两步扩散发射区功率晶体管芯片上温度分布及抗二次击穿能力的研究

试验研究了采用两步扩散发射区结构的功率晶体管,两步扩散发射区结构在提高芯片上温度分布均匀性和器件抗二次击穿能力方面具有较好的作用.两步扩散发射区器件管芯上的温度分布较一步扩散发射区更为均匀,二次击穿耐量可提高80%以上.

晶体管的二次击穿及检测

晶体管的二次击穿线是构成其安全工作区(SOA)的重要曲线,作者对该问题进行了多年的探讨和实验。文章详尽地论述了二次击穿的机理是由于电流或电压应力所引起的破坏性结果。简要叙述了芯片材料、制造与组装工艺对二次击穿的影响,指出了器件的电性能、应用电路以及环境温度与二次击穿的关系,从而为晶体管避免二次击穿提供了方向。最后介绍了一种检测二次击穿的简易方法,并根据所测得的数据描绘了功率晶体管(2SD880、3DD13003)的二次击穿特性曲线。文中还示出了二次击穿造成芯片损伤以及器件发生二次击穿时的曲线照片。

提高大功率开关晶体管二次击穿容量的一种方法

本文简述了硅双极型大功率开关晶体管产生正偏二次击穿的机理,提出一种提高硅双极型大功率开关晶体管二次击穿容量的有效方法,并以一种功率为225W(TC=25℃),BVCEO=200V,ICM=30A的高速开关晶体管为例,介绍了一种通过特殊版图设计和工艺设计的方法,使晶体管的发射结面积得到充分应用,消除了大电流时发射极的电流集边效应,从而提高了功率开关晶体管的正偏二次击穿功率容量。

功率器件的二次击穿无损坏测试技术

通过对功率晶体管二次击穿机理的分析和安全工作区的划分，提出了可行的无损坏二次击穿测试技术和无损坏二次击穿测试电路．该技术也适用于其他有二次击穿问题的器件。

改善高频大功率晶体管二次击穿提高f_T的特殊设计方法

本文主要讨论改善高频大功率晶体管正偏（电流集中型）二次击穿并以３ＤＡ１５０、３ＣＡ１５０型高频大功率晶体管为例，介绍一种特殊的版图设计方法，使发射结面积得到充分利用，有效地提高了电流容量，消除了大电流时发射极电流集边效应，改善了电流集中型二次击穿，减慢了大电流时β０的衰减程度，从而相应地提高了特征频率ｆＴ．

用正偏二次击穿测量法验证大功率器件的可靠性

介绍了一些比较简单的提高大功率器件可靠性的老化、筛选措施。

二次击穿效应

论述了半导体器件工作在二次击穿区域内的特性，研究和总结了可见效应及电效应，这些效应与器件结构及各种工作条件下的电场及载流子分布有关，证明在具有中等和高电阻率的厚集电极情况下，可见损坏面积大，而电变化及损坏较之薄集电极外延层的情况小．

辐照加固大功率双极晶体管抗二次击穿能力的研究

本文在简单分析双极型晶体管抗辐照性能的同时,着重分析了晶体管的二次击穿现象和机理,结合加固的大功率晶体管的二次击穿问题找出改进的措施。