“薄基區(qū)-緩沖層-透明陽極”RSD換流特性研究.pdf

1、大功率超高速半導(dǎo)體開關(guān)RSD（Reversely Switched Dynistor）是一種基于可控等離子層換流原理的新型固體開關(guān)。RSD可實現(xiàn)數(shù)百千安培電流、數(shù)十千伏高電壓、微秒納秒級開通三者完美的統(tǒng)一，是現(xiàn)代脈沖功率系統(tǒng)中開關(guān)器件的理想選擇之一。RSD獨特的開通原理使得它克服了晶閘管類功率器件在導(dǎo)通過程中電流局部化問題，提高了器件的通流能力，在脈沖功率系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。
　　 本文簡要介紹了RSD的基本開通工作原理以

2、及開通電路，并分析了RSD觸發(fā)開通的臨界條件?；赗SD基本結(jié)構(gòu)和工作原理，從理論上詳細(xì)分析了引入的“薄基區(qū)－緩沖層－透明陽極”結(jié)構(gòu)對RSD開通、阻斷電壓、關(guān)斷幾個方面的影響；協(xié)調(diào)重頻高幅值RSD通態(tài)、斷態(tài)和開關(guān)三者特性，有利于RSD應(yīng)用在重復(fù)頻率脈沖工況。并且從格列霍夫模型出發(fā)，通過理論計算，驗證了引入緩沖層后改善了器件的預(yù)充狀況、提高了阻斷電壓、減小了功率損耗，從而證明了引入這種結(jié)構(gòu)的合理性。
　　 本文還探索了制備RSD器

3、件的兩種工藝：Al燒結(jié)工藝以及二次硼擴(kuò)散工藝，試制出了多批樣品，基本上形成了成型和完整的工藝流程。通過對采用不同工藝流程制備的含不同緩沖層濃度RSD管芯以及不含緩沖層RSD管芯的開通波形對比，得出了緩沖層濃度對不同制備工藝的影響，并進(jìn)一步分析了其中的原因。采用場發(fā)射掃描電境(FSEM)對Al燒結(jié)工藝制備的樣品進(jìn)行檢測，證明了采用Al燒結(jié)工藝實現(xiàn)透明陽極的可行性。通過實驗，對不同陰極版圖進(jìn)行了有益的探索，改進(jìn)后的版圖對于改善RSD預(yù)充及其