6H-SiC基混合肖特基/PiN二极管反向恢复及少子特性研究

反向恢复特性是衡量混合肖特基/PiN(MPS)二极管开关性能最重要的参数之一。本文对6H-SiC基MPS二极管结构参数与反向恢复峰值电流、反向恢复电压之间的关系进行了数值模拟仿真,分析了器件关断过程中过剩少数载流子分布,以此就6HSiC基MPS器件结构参数对反向恢复特性的影响进行了研究。结果表明:结构参数P+区结深、P+区掺杂浓度的增加,或肖特基区占比的减小,均会引起反向恢复峰值电流、反向恢复峰值电压的增大。究其根本,是器件结构参数改变引起了漂移区下少数载流子发生产生、复合、抽运等一系列变化。综合考虑反向恢复峰值电流、反向恢复峰值电压与软恢复特性,得出6H-SiC基MPS最佳优化参数:P+结深为3.8~4.0μm,肖特基区的占比为48%~56%,P+掺杂浓度为5.0×1018/cm3。

IGCT-MMC中二极管反向恢复特性分析与测试

二极管的反向恢复特性在IGCT-MMC中起着重要的作用。首先介绍快恢复二极管的反向恢复特性,然后在IGCT-MMC拓扑中介绍快恢复二极管的开关行为,最后搭建适用于IGCT-MMC测试的双脉冲实验平台,并对比了3种商业化快恢复二极管产品的反向恢复特性。最终的测试结果表明,快恢复二极管的反向恢复峰值电流和功率与di/dt呈现线性关系,并且在高温下的测试结果要高于常温。而在相同的di/dt和温度条件下,不同的快恢复二极管在IGCT-MMC中反向恢复峰值电流和功率存在差异,在实际应用中需要根据二极管的安全工作区对di/dt进行合理设计。

现代快恢复二极管设计方法的研究

基于改善快恢复二极管的的动态特性,通过对二极管的横、纵向参数来进行分析,理论上提出了快恢复二极管的设计方法,并且结合SILVACO-TCAD仿真软件进行验证;得出了现代快恢复二极管应降低阳极浓度、减小基区少子寿命,采用加缓冲层的结论;这种结构极大的改善了快恢复二极管的正向导通特性,达到了优化动态特性的目的。

一种新型低阳极发射效率快恢复二极管

采用局域注入p型离子和高温推结的方式得到高掺杂p^+区和低掺杂p^-区规律性的浓度梯度变化,研制了新型低阳极发射效率二极管。与常规结构二极管相比,此结构在工艺实现时,制造工艺条件、掩模版数量保持不变,只需设计高掺杂p^+区和低掺杂p^-区层次掩模版图案,即可实现发射极注入效率的自调节,制造成本低;其反向恢复电荷减小了30.4%,反向电流峰值减小了29%,反向电压峰值减小了6.7%,反向恢复时间减小了11%,开关器件的工作损耗降低,折衷性能更加优良;在V_F基本相当的情况下,反向恢复软度特性更优。

功率二极管反向恢复时间测量

本文提出了一种测量功率二极管么向恢复时间的方法,并给出了具体的实现电路。文章指出,利用自饱和电感限制功率二极管的反向恢复峰值电流是必须的。