应力-强度干涉模型在功率半导体器件失效分析中的应用

功率半导体器件发生机械应力失效的直接原因是外部应力大于器件自身强度,并间接引发器件上电应力或者热应力过载,最终造成器件损坏。文章结合机械可靠性理论中应力-强度干涉模型,以晶闸管为例对其机械应力失效的物理过程和失效机理进行解释,得出失效分析和可靠性设计的工程计算方法,并结合测试中发生的晶闸管失效案例对该分析计算方法的可行性和有效性进行了验证。

大功率晶闸管器件加速老化试验和寿命预测方法研究

大功率半导体器件是直流输电、牵引传动与工业变流等系统的核心部件,如何有效地评估器件工作状态并准确预测其剩余使用寿命,是提升系统工作可靠性的关键难题。该文通过对比不同的加速老化试验方法和寿命预测模型,采用现场工况与仿真相结合的方法,设计了一套热循环负载加速老化试验方案。根据试验结果,该文选取科菲-曼森模型对数据进行分析处理,得到优化的寿命预测定量模型。最后,结合应用现场实际疲劳失效数据,对寿命预测模型进行了校验和改进,使该模型更贴近高功率系统的应用工况,提高了寿命预测模型的准确性和可靠性。

基于Coffin-Manson模型功率半导体器件可靠性评估

对于功率半导体器件,热疲劳失效是器件可靠性考虑的首要因素。从半导体器件高可靠性要求出发,详细介绍了特高压直流输电工程(HVDC)器件的热疲劳失效原因和模式,通过热循环负载加速寿命试验的设计及对试验数据进行分析,获得了器件的Coffin-Manson加速寿命模型。并结合应用工况,获得了器件具体应用工况的使用寿命和可靠性指标。此试验输出的循环次数与温度变化值的关系曲线可为HVDC器件在具体应用工况的选型提供指南,加速系数与温度变化值的关系曲线为器件在不同应用工况下进行器件寿命预计和可靠性评估提供了依据。

VSC-HVDC用集成转折击穿功能旁路晶闸管的研制

电压源型换流器柔性直流输电(VSC-HVDC)旁路晶闸管伴随使用需求的不断提升,不仅需要满足较低的主电压开通功能,还需要集成转折击穿功能。从VSC-HVDC用集成转折击穿功能旁路晶闸管的需求出发,结合器件工艺和仿真技术解决电压控制、器件击穿和防爆等问题,并通过实验数据比较研制器件与张北工程用旁路晶闸管其他性能差异。

双极型功率器件热仿真器的研制及实现

概述了双极型功率器件的结构特点,给出了界面化热仿真器的器件温升理论方程,通过三维模型热仿真结果及试验实测结温数据对比分析,对仿真器的理论模型、仿真结果进行修正,最终验证了其仿真结果的准确性,该仿真器具有极好的工程应用价值。