Приборно-технологическое моделирование тиристоров Матюхин С.И., Ставцев А.В.* Госуниверситет – УНПК, *ЗАО «Протон-Электротекс» - презентация

1 Приборно-технологическое моделирование тиристоров Матюхин С.И., Ставцев А.В.* Госуниверситет – УНПК, *ЗАО «Протон-Электротекс»

2 Цель моделирования: выяснить, как отразится изменение характерных размеров управляющей области силового тиристора на его статических и коммутационных характеристиках Стандартная топология Измененная топология

3 Инструментарий: пакет программ приборно-технологического моделирования Sentaurus TCAD фирмы SYNOPSYS Проблемы: - моделирование регенеративного тиристора («два в одном»); - моделирование динамических процессов (включение-выключение); - моделирование прибора больших размеров

4 Моделирование структуры тиристора при помощи программы Mdraw пакета Sentaurus TCAD фирмы SYNOPSYS Распределение примесных атомов в полупроводниковой пластине тиристора

5 Моделирование характеристик тиристора при помощи программы Dessis пакета Sentaurus TCAD фирмы SYNOPSYS ВАХ тиристоров со стандартной (сплошная кривая) и с измененной (пунктир) топологией управляющей области при температуре 130 град.С

6 Моделирование характеристик тиристора при помощи программы Dessis пакета Sentaurus TCAD фирмы SYNOPSYS Временнáя зависимость анодного тока и напряжения при включении тиристора со стандартной (сплошная кривая) и с измененной (пунктир) топологией управляющей области при температуре 130 град.С

7 Моделирование характеристик тиристора при помощи программы Dessis пакета Sentaurus TCAD фирмы SYNOPSYS Изменение электрического потенциала в полупроводниковой структуре тиристора при его включении. Снимки сделаны в моменты времени (слева направо) t = 0, 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5 и 20 мкс

8 Моделирование характеристик тиристора при помощи программы Dessis пакета Sentaurus TCAD фирмы SYNOPSYS Изменение концентрации электронов в полупроводниковой структуре тиристора при его включении. Снимки сделаны в моменты времени (слева направо) t = 0, 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5 и 20 мкс

9 Моделирование характеристик тиристора при помощи программы Dessis пакета Sentaurus TCAD фирмы SYNOPSYS Временнáя зависимость анодного тока при выключении тиристора со стандартной (сплошная кривая) и с измененной (пунктир) топологией управляющей области при температуре 130 град.С

10 Моделирование характеристик тиристора при помощи программы Dessis пакета Sentaurus TCAD фирмы SYNOPSYS Изменение концентрации электронов в полупроводниковой структуре тиристора при его выключении. Снимки сделаны в моменты времени (слева направо) t 0, 19, 38, 56, 75, 93, 113, 131 и 150 мкс I = 0

11 ВЫВОДЫ: изменение топологии управляющей области тиристора практически не оказывает влияния на процессы включения; изменение топологии управляющей области приводит к увеличению времени выключения тиристоров и к более жесткому его переключению из проводящего состояния в непроводящее. Тиристоры с увеличенным диаметром управляющей области выключаются примерно так же, как тиристоры со стандартной топологией, на управляющий электрод которых при выключении дополнительно подается отпирающий импульс тока.

12 Приборно-технологическое моделирование тиристоров Матюхин С.И., Ставцев А.В.* Госуниверситет – УНПК, *ЗАО «Протон-Электротекс»