大功率LLC变换器IGBT等效结电容特性分析

轨道交通车辆中高频辅助变流器通常采用大功率LLC变换器作为其高频隔离环节。利用其良好的软开关性能,可以有效提升开关频率并减小开关损耗,从而实现辅助变流器的减重增效。在实际应用过程中,受IGBT等效结电容大小的影响,LLC变换器的软开关区间会发生变化,为了确保其在全负载范围内实现软开关,需要在设计阶段准确获取其等效结电容信息。但大多数IGBT器件手册并未明确提供等效结电容参数,采用仪器测量也仅能获得低压小电流激励下的数据,无法反映真实工况时IGBT的结电容特性。此处详细分析了LLC变换器谐振参数与等效结电容放电阶段的耦合关系,提出了一种IGBT等效结电容参数提取方法。最后,搭建了100 kW高频辅助变流器样机,对实测数据进行曲线拟合分析,并获得了额定工况下IGBT结电容的特性曲线,验证了该方法的可行性。

双极型晶体管PN结电容温度特性研究

以轨道电路系统中常用某型号双极型晶体管为对象,结合轨道电路系统信号特点,研究环境温度对其P N结电容的影响规律。研究发现,该款晶体管基极-发射极与基极-集电极P N结电容变化规律基本一致,即随外加电场增加P N结,电容值也随之增加,且由势垒电容逐渐向扩散电容转变。当外加电场低于内建电场时,PN结电容值随环境温度升高而增加;当外加电场高于内建电场时,PN结电容值则随环境温度升高而逐渐减小。本研究对晶体管选型、维护及故障失效分析具有实际工程价值。

串并联个数和温度对光伏电池结电容的影响研究

研究光伏电池的动态参数对设计光伏发电系统相应后级控制器至关重要。从分析光伏电池物理机理出发,推导出光伏电池单体/模组/阵列的结电容与偏置电压之间的较精确表达式;在提取模型中等效串联电阻和饱和电流的值的基础上,使用Lambert W函数推导出偏置电压与输出电压之间的显式表达式;采用工程数学模型结合本征载流子浓度表达式推导了结电容与温度的较精确关系式;分别在不同串并联个数和温度下对结电容的影响做了仿真分析。仿真结果与部分文献的实验结果相吻合,验证了理论的正确性。

利用半导体pn结结电容构成的沟道式电容器

为满足对电子系统中元器件性能提升、面积减小、成本降低等需求,利用感应耦合等离子体刻蚀技术(ICP),对低阻p型硅采用刻蚀、扩散、磁控溅射Al电极等工艺,使之形成凹槽状三维结构,制造出一种特殊的具有高密度电容量的硅基电容器。其特点是结构简单,电容量大(电容密度可达2.2×10–9F/mm2),容值可调,与现有微电子工艺兼容,可用于200MHz至数GHz的退耦或其他场合。同时由于半导体pn结固有的特性,该电容器可取代传统的贴片电容广泛用于电子系统中的退耦、滤波、匹配、静电和电涌防护等场合。

直接测量法测定CZT探测器漏电流与结电容

为弥补CZT探测器漏电流与结电容间接测量法的不足,采用直接测量法重新设计了测试方案。通过对CZT探测器的测试,给出了更精确的漏电流与结电容的数值,并将之与间接测量法的数据作了相应的对比,为CZT探测器的应用提供了更可靠的依据。

碲锌镉半导体探测器漏电流和结电容的测试

为进一步研究碲锌镉半导体探测器(简称CZT探测器)的特性,搭建了其漏电流和结电容等主要特性参数的测试平台,设计了测试方案,并在不同条件下测试了两种不同结构的探测器,分析了测试结果。通过本次实验,可较好地掌握CZT探测器的主要特性,从而为其在射线探测领域的应用提供参考依据。

PIN管结电容的代换测量与回归分析

本文通过一组标准电容的代换测量 ,建立了测量电压与电容量的函数关系 ,并采用插值和回归分析得到结电容与偏压的特性曲线 ,该方法有效地克服了杂散电容及电路噪声对测量精度的影响 。

结电容对不同光敏元尺寸InGaAs探测器I-V特性测试的影响

I-V特性是光伏探测器最重要的表征手段之一。用电压扫描方式对光敏元尺寸为Φ 5 mm的InGaAs探测器进行I-V测试时,在负压方向电流出现了震荡现象。分析认为采样时电压处在变化中,变化的电压会引起积累在P-N结空间电荷和扩散区电荷的改变,形成P-N结电容效应而导致。本文通过测试不同光敏元尺寸探测器的零偏电阻、暗电流和电容,讨论了光敏元尺寸对InGaAs探测器I-V特性测试的影响。结果表明:随着光敏元尺寸增大,探测器的零偏电阻减小,暗电流增大,电容增大。并分析了InGaAs探测器的P-N结电容效应及其对I-V特性测试的影响,当零偏压结电容C >10?8f @2 kHz时,I-V特性曲线在负压方向电流出现了震荡现象,测试过程中可通过限流设置或从正偏压至反偏压测试两种方式避免电流振荡现象,实现大光敏元Φ 5 mm InGaAs探测器I-V特性测试。

PIN管结电容的代换测量与回归分析

通过一组标准电容的代换测量 ,建立了测量电压与电容量的函数关系 ,并采用插值算法和回归分析得到结电容与偏压的特性曲线 ,该方法有效地克服了杂散电容及电路噪声对测量精度的影响 。

考虑非线性结电容的SiC BJT模型改进

碳化硅(SiC)双极结型晶体管(BJT)因具有低导通电阻、高开关速度以及低温度依赖性等优势成为功率开关应用的一个可行器件,其动态特性主要取决于P/N结中可控硅形成的内部电容,因此建立考虑基极-发射极结电容和基极-集电极结电容的SiC BJT行为模型对SiC BJT功率器件的应用具有重要意义.本文提出了一种考虑非线性结电容的SiC BJT的改进模型,该模型利用受控源对SiC BJT内部结电容进行建模,解决了结电容的非线性以及仿真不收敛等问题.利用仿真软件PSpice对该模型进行了仿真,并与实验得到的直流特性及开关特性进行了对比,验证了模型的有效性.

PN结电容与正向直流偏压的关系

半导体PN结具有电容的性质.在正向直流偏压下,理论计算表明,PN结扩散电容的对数与正向偏压成正比.实验发现,当正向偏压小于30mV时,这种线性关系是成立的;当正向偏压大于30mV时,会偏离这种线性关系.由于PN结还具有电阻特性,对交流信号的相位有影响.随着正向偏压增大,交流信号的相位变化出现一极值.如果将PN结等效为一个电容和一个电阻并联,就可以定性解释这种变化关系.

结电容对双向CLLC谐振变换器影响的研究

介绍一种基于CLLC拓扑的双向DC/DC谐振变换器,该变换器容易受到谐振腔寄生参数的影响。此处在考虑次级结电容这一寄生参数的情况下,对变换器的工作模态进行分析,并根据变换器等效电路列出次级结电容参与电路工作时各关键波形的表达式,以讨论结电容带来的振荡对电路的危害。使用基波分析法推导考虑结电容影响的变换器增益公式,在此基础上提出变换器的优化设计方案以缓解结电容带来的电路振荡,采用burst-mode控制策略以解决输出电压漂高的问题。最后通过一台3.3 kW的实验样机对上述分析及设计方案进行验证。

碳化硅MOSFET结电容模型

针对碳化硅(SiC)MOSFET结电容,提出了一种建模方法。该方法通过统筹考虑寄生电容的物理结构模型、数学模型以及电路仿真模型后优化生成。此处考虑结电容对SiC MOSFET动态特性的影响情况,进而对3种结电容(栅源极电容、栅漏极电容和漏源极电容)进行建模探究,得出适用于SiC MOSFET的非线性结电容模型。最终通过仿真及实验验证,表明该模型具有一定的准确性和合理性。

结电容对光伏器件Ⅰ-Ⅴ特性测试的影响

Ⅰ-Ⅴ特性是表征光伏器件性能的重要指标。在用电压扫描方式对一些器件进行(?)测试时,会出现零偏压电流为正向电流的现象。本文通过分析结电容对光伏器件电流电压测试的影响,对这种现象进行了解释。根据对由100MΩ电阻和50pF电容搭建的并联电路进行的测量,得到测试系统电压变化速率为2.14V/s,从而推算出光伏器件结电容的大小近似为0.47pF。用电路仿真软件PSpice对该测试电路进行了仿真,得到的仿真结果与实验结果相符。

晶体管结电容对频率稳定性的影响

从晶体管结电容自身的特点出发，对电源波动时频率产生异常变化的现象进行了分析和研究，具有一定的实际意义。

测试p－n结结电容新法

测试ｐ－ｎ结结电容新法漳州得望电子集团公司（福建３６３０００）简敬三电容是电子电路的重要构件，既有人们设计需要的元件，又有人们不需要的随器件布线而存在电容。后者严重损害交流特性。因此测量，电容是工程技术人员探讨的重要课题，是难度较高的技术。它不同于电...

结电容对功率MOSFET关断特性的影响分析

为了分析功率MOSFET关断特性,本文基于结电容的概念探讨了功率MOSFET关断过程的机理并推导了数学模型,表明了MOSFET关断过程存在“栅控”和“容控”两种控制模式;建立了功率MOSFET的Spice模型,仿真结果对数学模型进行了验证;设计了双脉冲实验,实验结果与模型和仿真结果一致。研究结论有助于器件设计优化和应用改善。

电容储能高功率脉冲成形网络浪涌过程分析

针对电容储能高功率脉冲成形网络工作过程中存在的电流和电压冲击问题,建立了脉冲成形网络的等效电路。采用理论分析和数值计算的方法,研究了电路放电时的瞬态过程,分析了冲击电流和浪涌电压产生的机理,讨论了抑制电流和电压冲击的措施。研究表明:硅堆结电容的存在使硅堆所在的回路具有二阶电路的特性,负载的非线性或时序放电过程会引起硅堆两端反向电压的振荡。通过在硅堆旁并联一定阻值的电阻,使系统处于过阻尼状态,可以起到抑制电压振荡的目的。实验验证了方法的有效性,为硅堆的保护提供了一种新的技术途径。

反激电源开关管电压尖峰的形成原理

反激型开关电源在开关管关断时刻会出现高频率高幅值的电压尖峰,如果不加以处理不仅会加重电磁干扰,还会增加开关管的电压应力。基于此,详细论述开关管关断电压尖峰形成的原理,推导得出尖峰电压的表达式,并利用仿真软件MathCAD可计算得出尖峰电压的最大值和稳态值,为开关管选型和尖峰吸收电路的设计提供理论指导。

p-i-n InP/InGaAs光电探测器的电流及电容特性研究

为了实现高灵敏度探测,红外探测器需要得到优化。利用Silvaco器件仿真工具研究了p--i--n型InP/In0.53Ga0.47As/In0.53Ga0.47As光电探测器的结构,并模拟了该结构中吸收层浓度和台阶宽度对暗电流以及结电容的影响。结果表明,随着吸收层掺杂浓度的逐渐增大,器件的暗电流逐渐减小,结电容逐渐增大。当台阶宽度变窄时,器件的暗电流随之减小,结电容也随之变小。最后研究了光强和频率对器件结电容的影响。在低光强下,器件的结电容基本不变;当光强增大到1 W/cm2时,器件的结电容迅速增大。器件的结电容随频率的升高而减小,其峰值由缺陷能级引起。