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高压快速光控脉冲晶闸管的设计与实现
被引量：
1
1
作者
王凌云
刘宏伟
+2 位作者
袁建强
谢卫平
颜家圣
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第23期7566-7576,共11页
为提升功率半导体开关器件的峰值功率及开通速度,将晶闸管与光导开关(PCSS)的优势进行结合,设计了一种高压光控脉冲晶闸管器件,实验及分析中发现光生载流子横向扩展速度较慢,易诱发电流集中效应,从而导致器件失效,开关的导通速度也难以...
为提升功率半导体开关器件的峰值功率及开通速度,将晶闸管与光导开关(PCSS)的优势进行结合,设计了一种高压光控脉冲晶闸管器件,实验及分析中发现光生载流子横向扩展速度较慢,易诱发电流集中效应,从而导致器件失效,开关的导通速度也难以进一步提升。在此基础上继续进行改进,提出大面积分散的阵列式门极结构,并采用激光二极管阵列、大电流脉冲强驱动等技术,大幅度提升了注入功率与均匀性。为了与阵列式门极图形匹配,设计了5×3阵列光源,使驱动的光功率峰值达到1 200W,波长为905nm。基于传统硅基μm级工艺平台,流片了23 mm开关芯片,完成了激光二极管阵列与开关的一体化封装。开关实现了工作电压8.5 kV、输出电流6 kA、开通峰值功率50 MW的工作特性,测试di/dt达到55 kA/μs,验证了该文设计的具有高工作电压、高隔离电压、快导通速度特性的新型光控脉冲晶闸管的有效性和可行性。此外,该文探讨了光控脉冲晶闸管结构提升脉冲性能的两种技术路径分别是提升驱动注入的峰值功率和均匀性。采用光控阵列式驱动和阵列式门极的技术路线,可有效地解决电控晶闸管、传统光控晶闸管(LTT)、单门极光控脉冲晶闸管的缺陷,显著提高器件的性能水平。
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关键词
脉冲晶闸管
光控
快速
阵列式门极
激光二极管阵列
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职称材料
大功率超高速半导体开关的换流特性研究
被引量：
7
2
作者
余岳辉
梁琳
+1 位作者
颜家圣
彭亚斌
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第30期38-42,共5页
研究了一种应用于激光驱动源的大功率超高速半导体开关反向开关晶体管(RSD)的新结构,以实现μs、ns脉宽、MW以上的高重复率脉冲的产生和控制。RSD具有大面积快速均匀开通、可无限串联、功率大、换流效率高、寿命长的特点。利用单次脉冲...
研究了一种应用于激光驱动源的大功率超高速半导体开关反向开关晶体管(RSD)的新结构,以实现μs、ns脉宽、MW以上的高重复率脉冲的产生和控制。RSD具有大面积快速均匀开通、可无限串联、功率大、换流效率高、寿命长的特点。利用单次脉冲试验平台研究了RSD的开通机理及高密度能量转换、允许通过的峰值电流、开通条件与预充、准静态损耗及其di/dt等多项特性。根据经验公式,对小直径RSD做极限电流试验,φ20mm的RSD堆体通过了19.9kA脉冲电流(脉宽30μs)。通过减小主回路电感考核了RSD的高di/dt耐量特性,放电电压3kV时得到di/dt接近8kA/μs。
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关键词
大功率开关
反向开关晶体管
开通特性
脉冲
DI/DT
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职称材料
超高速脉冲晶闸管设计及特性
被引量：
3
3
作者
朱玉德
刘小俐
+3 位作者
肖彦
张桥
吴拥军
颜家圣
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第4期73-76,共4页
介绍一种超高速脉冲半导体器件,该器件属于穿通型器件,电压可达到5000V,电流上升率可以达到20kA/μs以上,根据参数调配,脉冲峰值电流可以达到数百kA。该器件采用多元胞集成结构,采用缓冲层与阳极透明层相结合的扩散技术,使其在压降和开...
介绍一种超高速脉冲半导体器件,该器件属于穿通型器件,电压可达到5000V,电流上升率可以达到20kA/μs以上,根据参数调配,脉冲峰值电流可以达到数百kA。该器件采用多元胞集成结构,采用缓冲层与阳极透明层相结合的扩散技术,使其在压降和开通等方面相对于传统的晶闸管原理开关有更强的优势。并且,该超高速脉冲器件在工艺设计及实现上进行了优化,使生产条件易满足。
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关键词
脉冲功率技术
晶闸管
穿通型
缓冲层
多元胞集成结构
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职称材料
题名
高压快速光控脉冲晶闸管的设计与实现
被引量：
1
1
作者
王凌云
刘宏伟
袁建强
谢卫平
颜家圣
机构
国防科技大学前沿交叉学科学院
中国工程物理研究院流体物理研究所
湖北台基半导体股份有限公司
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第23期7566-7576,共11页
基金
国家自然科学基金(51807185)
装备发展部预研基金(614260501030117)。
文摘
为提升功率半导体开关器件的峰值功率及开通速度,将晶闸管与光导开关(PCSS)的优势进行结合,设计了一种高压光控脉冲晶闸管器件,实验及分析中发现光生载流子横向扩展速度较慢,易诱发电流集中效应,从而导致器件失效,开关的导通速度也难以进一步提升。在此基础上继续进行改进,提出大面积分散的阵列式门极结构,并采用激光二极管阵列、大电流脉冲强驱动等技术,大幅度提升了注入功率与均匀性。为了与阵列式门极图形匹配,设计了5×3阵列光源,使驱动的光功率峰值达到1 200W,波长为905nm。基于传统硅基μm级工艺平台,流片了23 mm开关芯片,完成了激光二极管阵列与开关的一体化封装。开关实现了工作电压8.5 kV、输出电流6 kA、开通峰值功率50 MW的工作特性,测试di/dt达到55 kA/μs,验证了该文设计的具有高工作电压、高隔离电压、快导通速度特性的新型光控脉冲晶闸管的有效性和可行性。此外,该文探讨了光控脉冲晶闸管结构提升脉冲性能的两种技术路径分别是提升驱动注入的峰值功率和均匀性。采用光控阵列式驱动和阵列式门极的技术路线,可有效地解决电控晶闸管、传统光控晶闸管(LTT)、单门极光控脉冲晶闸管的缺陷,显著提高器件的性能水平。
关键词
脉冲晶闸管
光控
快速
阵列式门极
激光二极管阵列
Keywords
Pulse thyristor
optically controlled
high speed
array gate
laser diode array
分类号
TM89 [电气工程—高电压与绝缘技术]
TM564 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
大功率超高速半导体开关的换流特性研究
被引量：
7
2
作者
余岳辉
梁琳
颜家圣
彭亚斌
机构
华中科技大学电子科学与技术系
襄樊台基半导体有限公司
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第30期38-42,共5页
基金
国家自然科学基金项目(50277016
50577028)
高等学校博士学科点专项科研基金(20050487044)~~
文摘
研究了一种应用于激光驱动源的大功率超高速半导体开关反向开关晶体管(RSD)的新结构,以实现μs、ns脉宽、MW以上的高重复率脉冲的产生和控制。RSD具有大面积快速均匀开通、可无限串联、功率大、换流效率高、寿命长的特点。利用单次脉冲试验平台研究了RSD的开通机理及高密度能量转换、允许通过的峰值电流、开通条件与预充、准静态损耗及其di/dt等多项特性。根据经验公式,对小直径RSD做极限电流试验,φ20mm的RSD堆体通过了19.9kA脉冲电流(脉宽30μs)。通过减小主回路电感考核了RSD的高di/dt耐量特性,放电电压3kV时得到di/dt接近8kA/μs。
关键词
大功率开关
反向开关晶体管
开通特性
脉冲
DI/DT
Keywords
high power switch
reversely switched dynistor
turn-on characteristics
pulse
di/dt
分类号
TN86 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
超高速脉冲晶闸管设计及特性
被引量：
3
3
作者
朱玉德
刘小俐
肖彦
张桥
吴拥军
颜家圣
机构
湖北台基半导体股份有限公司
出处
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第4期73-76,共4页
文摘
介绍一种超高速脉冲半导体器件,该器件属于穿通型器件,电压可达到5000V,电流上升率可以达到20kA/μs以上,根据参数调配,脉冲峰值电流可以达到数百kA。该器件采用多元胞集成结构,采用缓冲层与阳极透明层相结合的扩散技术,使其在压降和开通等方面相对于传统的晶闸管原理开关有更强的优势。并且,该超高速脉冲器件在工艺设计及实现上进行了优化,使生产条件易满足。
关键词
脉冲功率技术
晶闸管
穿通型
缓冲层
多元胞集成结构
Keywords
pulsed power technology
thyristor
punch-through
buffer layer
multiple-round-cell integrated structure
分类号
TN78 [电子电信—电路与系统]
TM836 [电气工程—高电压与绝缘技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高压快速光控脉冲晶闸管的设计与实现
王凌云
刘宏伟
袁建强
谢卫平
颜家圣
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
大功率超高速半导体开关的换流特性研究
余岳辉
梁琳
颜家圣
彭亚斌
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2007
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
超高速脉冲晶闸管设计及特性
朱玉德
刘小俐
肖彦
张桥
吴拥军
颜家圣
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
3
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职称材料
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