提高可控硅耐压攻关记

硅晶闸管在国内的问世,应该说是我国电力电子时代发展成长的标志。20世纪60年代国内在“扩散-合金法”工艺(要用到相当多的黄金,具体数据请见《电力电子》杂志2004年3期60页)基础上,可控硅(后来国际上正式命名为晶体闸流管,简称晶闸管)发展到600V/200A的水平。70年代到来之前,几个主要单位完成了“双扩散法”制造晶闸管芯片的工艺,发展到了1000V/500A的水平,而且节约了大量黄金。因此,这两种基本工艺的研制成功应该是我国可控硅发展史上的两大里程碑。但是,在双扩散工艺基础上,如何把晶闸管的耐压水平提高到2500V级水平,以适应直流传动在轧钢、牵引等领域(直流电机额定电压为750～850V)的迫切需要呢?当时,机械工业部组织了该课题的攻关。清华大学的顾廉楚老师(当时是副教授)参加了该攻关的全过程,是主力之一。他写下了这篇回忆。这篇回忆,既记下了技术攻关的曲折,对可控硅设计、制造规律的艰苦探索;而且在文化革命的背景下,反映了在极左思潮泛滥的年代,广大知识分子被视为革命对象而受到的精神压力,令人不堪忍受;但是,也就是在这种恶劣的大气候下,相当一些像顾老师为代表的中国知识分子顶住压力,以巨大的爱国心、事业心,在难以想像的精神条件和物质条件下,坚持科研,献身事业,取得了可喜的成绩。他们的所作所为是在非常时期中自觉地完成的,早已升华到忘记个人荣耻的高度。这种精神难能可贵,值得后来人学习和继承。文化革命中在各条战线上之所以能出了一些成果,正是由于有这样一批不计荣耻的知识分子和工农结合,坚持理论联系实际,推动了历史的进展。本刊开辟《PE轶闻》栏目,就是希望知情人,特别是当事人,把我国电力电子事业发展过程中的里程碑事件,如实地记录下来,以飨后人。继高压攻关之后,北京可控硅短训班、一米七轧机用晶闸管攻关、援助罗马尼亚(区熔硅单晶和陶瓷-金属外壳)、技术和设备引进等都是器件制造中的重要里程碑。在应用装置制造中也有许多值得回忆、应该留给历史记录的。应该说,这些事件发生时,难免有恩怨,存在不同意见,可以说,即使今天看来做了错事的某些人,主要是受那个年代的影响,已成为历史;今天是非已清,对事不对人:表扬正确的、留下他们的芳名;记录错误的事情与做法,引以为戒,更加衬托正确一方的品质高尚,而隐匿做了错事人的名字。至于技术、科研上的争论,纯属正常,更没有必要追记当事人的名字了。本刊连续3年在《PE轶闻》中已发表了二十多篇回忆。鉴于年隔悠久,难免有人名、单位名不准确,乃至遗忘、弄错了的,欢迎广大读者来信、来文斧正。当然,在本栏目中,除了历史记录之外,也欢迎大家就现实中的某些与电力电子有关的问题、信息,请投稿谈出自己的看法,以达到互相交流、共同提高的目的。总之,希望大家喜欢这个栏目,爱护这个栏目,投稿这个栏目。我们愿以这个栏目,为我国电力电子发展中的事件、人物树碑立传,为全行业服好务。静候大家的批评、建议和反应。

欧洲电力电子工业与科研的布局与规划

欧洲电力电子中心(European Center for Power Electronics)是为筹划电力电子工业与科研的规划与布局设立的网状组织,其重点是组织电力电子技术的科研、教育、高级培训以及公关活动。ECPE正在推动经精选的一些顶尖大学和科研中心,对电力电子技术进行超前联合研究,其财政来自工业研究基金。ECPE示范规划涵盖:·汽车混合牵引用系统集成驱动器;·工业驱动一系统集成;·超高功率密度电源;此外,还介绍了欧洲学术单位和企业单位首创的对电力电子科技进行联合开发的路线图。

欧洲电力电子工业与科研的布局与规划

1引言 ECPE建立于2003年,是根据几家著名的电力电子企业的创议成立的欧洲电力电子工业及科研的网状组织。同时,该组织还包含20家会员公司。若干欧洲领先的大学和研究所也加入此组织,称为实力中心（Competence Centers）。

欧洲电力电子工业与科研的布局与规划

欧洲电力电子中心(European Center for Power Electronics)是为筹划电力电子工业与科研的规划与布局设立的网状组织,其重点是组织电力电子技术的科研、教育、高级培训以及公关活动。ECPE正在推动经精选的一些顶尖大学和科研中心,对电力电子技术进行超前联合研究,其财政来自工业研究基金。ECPE示范规划涵盖:·汽车混合牵引用系统集成驱动器;·工业驱动—系统集成;·超高功率密度电源;此外,还介绍了欧洲学术单位和企业单位首创的对电力电子科技进行联合开发的路线图。

电力电子系统集成化的前景概述(下)

在电力电子模块装配中采用的绝大多数电力半导体芯片都具有内在的垂直结构，其中金属化的输入／输出电极（垫片）安置在芯片的两侧。通常，栅极和源极（或射极）垫片带着薄膜金属铝（Al）端子放置在顶部表面以利超声联结。漏极（或集电极）是做在芯片底部的沉积金属化层（大多数情况下为银或金），它是准备焊接到基础衬底上去的。这种垂直结构使人可以构成一种分层型三维多芯片模块（Multichip—module，简称MCM）结构。图4（a）表示按这种方法设计的电力电子模块的剖面图。它包括三个层次：

电力电子系统集成化的前景概述(上)

本文阐述通过先进的集成化改进功率处理技术的可能方向。其中心焦点是除了电力半导体开关组件的集成化外还应推动电磁功率无源元件、电磁干扰滤波器、和电力变换器中的控制、传感、互联结构等的集成化。文中将讨论电子功率处理的基本功能、材料、流程、划分与集成的途径以及将来的概念。

先进功率半导体器件展示系统工程学的新方向

阐述了最近出现的几种器件的原理,诸如超级结型(Super Junction)MOSFET,IGBT和SiC(碳化硅)器件的发展趋势。所有这些器件都具有1000V范围的阻断能力,并适用于不同的领域。最新一代CoolMOS(低损耗MOS 场效应管)在额定脉冲电流容量下能兼有极高的通态导电率和超快的开关速度。其阻断电压能力可复盖由500～ 800V的范围。在许多应用场合,CoolMOS的杰出开关性能由于缺少能与动态特性相匹配的二极管而不能被利用。由于这个原因随之开发了一个完整的SiC二极管系列,以获得开关器件和超快二极管的理想配对。这种二极管的性能将在后面讨论。碳化硅开关器件表现出远胜于硅器件的性能。既有高阻断电压,又有低通态电阻率是SiC功率开关器件的最突出的特征。SiC器件最吸引系统设计人员之处在于其MOSFET和JFET能在阻断电压1800V下分别具有47mΩ·cm2和14.5mΩ·cm2的通态电阻率。为了用具体器件说明这些前景,我们将讨论通常为垂直型JFET结构的这类器件,其阻断电压高达1800 V,且通态电阻率为12mΩ·cm2。

电力电子系统集成化的前景概述

本文阐述通过先进的集成化改进功率处理技术的可能方向。其中心焦点是除了电力半导体开关组件的集成化外还应推动电磁功率无源元件、电磁干扰滤波器、和电力变换器中的控制、传感、互联结构等的集成化。文中将讨论电子功率处理的基本功能、材料、流程、划分与集成的途径以及将来的概念。

为未来准备电源

阐述了电力半导体在过去10年的发展过程,目的在于跟上日常生活不可或缺的电子设备对电源的需求。市场的扩展,特别是在计算机和通信器材方面的需求,迫使电力半导体开发单位,其中也包括仙童公司,去开拓以这方面应用为目标的技术。