集成门极换流晶闸管驱动电路的研究 被引量：5

1

作者 朱长纯 吴春瑜 +2 位作者 王颖 刘兴辉 尹常永 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期844-847,共4页

根据集成门极换流晶闸管驱动电路基本逻辑功能的要求,提出应用电子设计自动化技术和复杂可编程逻辑器件芯片实现高可靠性、单片化、灵活设计的方案,设计出一种采用了硬驱动和集成门极技术的集成门极换流晶闸管门极驱动电路.该电路具有... 根据集成门极换流晶闸管驱动电路基本逻辑功能的要求,提出应用电子设计自动化技术和复杂可编程逻辑器件芯片实现高可靠性、单片化、灵活设计的方案,设计出一种采用了硬驱动和集成门极技术的集成门极换流晶闸管门极驱动电路.该电路具有结构简单,开关速度快,可靠性高,增加保护电路和测试电路方便等优点.电路仿真结果表明,开通时门极电流可在2μs内迅速达到200A左右,关断时电流门极电流可在4μs内抽取400A左右,符合集成门极换流晶闸管开通和关断时的特性要求. 展开更多

关键词 集成门极换流晶闸管 驱动电路 复杂可编程逻辑器件

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非对称型门极换流晶闸管的优化设计 被引量：1

2

作者 王颖 赵春晖 +1 位作者 曹菲 邵雷 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1044-1047,共4页

根据半导体器件的设计特点和设计原则,对600 A/3 000 V非对称型门极换流晶闸管进行了结构参数的优化设计,得到了材料参数与结构参数的关系.阴极采用条状同心环单元发射极排列结构,不仅可以提高单元承受应力的能力,而且可使单元均匀性得... 根据半导体器件的设计特点和设计原则,对600 A/3 000 V非对称型门极换流晶闸管进行了结构参数的优化设计,得到了材料参数与结构参数的关系.阴极采用条状同心环单元发射极排列结构,不仅可以提高单元承受应力的能力,而且可使单元均匀性得到改善.应用数值分析,使器件的透明阳极和缓冲层等关键结构的掺杂分布、区域宽度以及少子寿命得到优化,计算结果满足设计的要求. 展开更多

关键词 功率半导体器件 优化设计 门极换流晶闸管 缓冲层 透明阳极

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门极换流晶闸管(GCT)击穿机理的研究 被引量：1

3

作者 王彩琳 高勇 +1 位作者 马丽 刘静 《电子器件》 CAS 2008年第2期449-452,共4页

简述了门极换流晶闸管(GCT)的耐压结构及其特点。利用MEDICI软件模拟和分析了具有不同结构参数的四种器件的阻断能力和通流能力,研究了GCT的击穿机理。结果表明,GCT的击穿实质上属于场阻止(FS)型击穿,并非穿通(PT)型击穿。从而指出以往... 简述了门极换流晶闸管(GCT)的耐压结构及其特点。利用MEDICI软件模拟和分析了具有不同结构参数的四种器件的阻断能力和通流能力,研究了GCT的击穿机理。结果表明,GCT的击穿实质上属于场阻止(FS)型击穿,并非穿通(PT)型击穿。从而指出以往对GCT击穿机理的认识存在局限性。 展开更多

关键词 电力半导体器件 门极换流晶闸管 场阻止层 透明阳极 击穿

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Bi-mode逆导门极换流晶闸管结构与特性研究 被引量：2

4

作者 谭巍 李建清 《电子器件》 CAS 北大核心 2015年第2期236-239,共4页

Bi-mode逆导门极换流晶闸管(BGCT)是为了改善传统逆导门极换流晶闸管(RC-GCT)电流均匀性和提高硅片有效面积利用率而提出的一种新结构。通过分析BGCT器件的版图布局结构,采用Sentaurus TCAD软件模拟并分析了BGCT、传统结构RC-GCT和IGCT... Bi-mode逆导门极换流晶闸管(BGCT)是为了改善传统逆导门极换流晶闸管(RC-GCT)电流均匀性和提高硅片有效面积利用率而提出的一种新结构。通过分析BGCT器件的版图布局结构,采用Sentaurus TCAD软件模拟并分析了BGCT、传统结构RC-GCT和IGCT传统功率器件的通态特性、正向阻断特性和关断特性,着重比较了RC-GCT与BGCT在400K温度下不同工作模式下特性差异。分析研究结果表明,BGCT器件能够改善RC-GCT器件的通态特性,提高硅片面积的利用率。 展开更多

关键词 门极换流晶闸管 逆导 Bi-mode BGCT 版图布局

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集成门极换流晶闸管IGCT 被引量：6

5

作者 王彩琳 安涛 李福德 《半导体情报》 2000年第6期29-34,共6页

介绍了一种新型电力半导体器件——集成门极换流晶闸管 (IGCT)的特性、工作原理、关键技术及其应用情况 ,并指出它必将成为大功率应用中的首选电力半导体器件。

关键词 IGCT 集成门极换流晶闸管 电力半导体

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沟槽阻挡型阳极结构门极换流晶闸管特性研究

6

作者 张如亮 高勇 黄卫斌 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期531-535,共5页

引入沟槽结构,提出一种改进型注入效率可控门极换流晶闸管。新结构采用沟槽型阻挡结构代替阳极表面平面型氧化薄层,实现对基区漂移电子阻挡和积累作用,保持了注入效率自调整效应,减小了平面型氧化阻挡层对阳极有效面积的影响。模拟结果... 引入沟槽结构,提出一种改进型注入效率可控门极换流晶闸管。新结构采用沟槽型阻挡结构代替阳极表面平面型氧化薄层,实现对基区漂移电子阻挡和积累作用,保持了注入效率自调整效应,减小了平面型氧化阻挡层对阳极有效面积的影响。模拟结果表明,新结构器件实现了注入效率控制功能,增大了有效阳极接触面积并降低了通态压降;其沟槽宽度可调节注入效率和关断特性。 展开更多

关键词 电力半导体 门极换流晶闸管 沟槽阻挡结构 注入效率

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Bi-Mode逆导门极换流晶闸管工艺方案与版图设计

7

作者 谭巍 李建清 《电子器件》 CAS 北大核心 2016年第2期264-269,共6页

Bi-mode逆导门极换流晶闸管(BGCT)是为了改善传统逆导门极换流晶闸管(RC-GCT)电流均匀性和提高硅片有效面积利用率而提出的一种新结构,其主要特点是在版图布局中将二极管阳极与GCT阴极指条穿插一起。通过对BGCT器件结构的分析,给出了一... Bi-mode逆导门极换流晶闸管(BGCT)是为了改善传统逆导门极换流晶闸管(RC-GCT)电流均匀性和提高硅片有效面积利用率而提出的一种新结构,其主要特点是在版图布局中将二极管阳极与GCT阴极指条穿插一起。通过对BGCT器件结构的分析,给出了一种工艺制作方案,并利用Sentaurus TCAD软件验证了工艺方案的可行性,分析研究结果表明,工艺设计方案可行,器件结构参数符合目标要求;最后在确定的工艺流程方案基础上,通过对门阴极指条的设计给出了其版图布局方案,且用L-edit软件绘制出了其光刻流程。 展开更多

关键词 电力电子器件 门极换流晶闸管 工艺方案 版图布局 TCAD

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基于TCAD的门极换流晶闸管的研究

8

作者 苏陶 刘玉欣 何晓雄 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期285-286,302,共3页

文章基于ISE公司的半导体仿真软件TCAD系列软件对GCT进行了模拟,通过建立的GCT模型,研究了透明阳极结构和栅极数目对通态特性的影响。模拟结果表明,透明阳极中的杂质总量是决定GCT的通态压降的关键因素,杂质总量越多,通态压降越低。研... 文章基于ISE公司的半导体仿真软件TCAD系列软件对GCT进行了模拟,通过建立的GCT模型,研究了透明阳极结构和栅极数目对通态特性的影响。模拟结果表明,透明阳极中的杂质总量是决定GCT的通态压降的关键因素,杂质总量越多,通态压降越低。研究成果对GCT器件的设计和制造具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 门极换流晶闸管(GCT) 透明阳极 通态特性 栅极数目 电力半导体器件

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集成门极换流晶闸管电学模型的优化及参数提取

9

作者 曾思哲 黄连生 +2 位作者 陈晓娇 何诗英 陈涛 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期656-663,共8页

在集成门极换流晶闸管(IGCT)2T-3R-C电学模型的基础上,针对其模型关断电压出现与实测波形不符的振荡问题,建立了一种IGCT改进电学模型,并提出一套可用于改进电学模型的参数提取方法,给出改进电学模型电路结构和器件参数。将模型的动态... 在集成门极换流晶闸管(IGCT)2T-3R-C电学模型的基础上,针对其模型关断电压出现与实测波形不符的振荡问题,建立了一种IGCT改进电学模型,并提出一套可用于改进电学模型的参数提取方法,给出改进电学模型电路结构和器件参数。将模型的动态特性仿真结果与4kA/4.5kV型号IGCT的4kA/4.5kV等级实验结果、3.5kA/4.5kV等级实验结果以及现有2T-3R-C模型仿真结果进行对比,验证了改进电学模型的准确性、适用性、优越性。 展开更多

关键词 集成门极换流晶闸管 改进电学模型 CFETR 新型磁体电源

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集成门极换流晶闸管IGCT 被引量：1

10

作者 周志敏 《国外电子元器件》 2002年第7期68-69,共2页

IGCT是在晶闸管技术的基础上结合IGBT和GTO等技术开发的新型器件,适用于高压大容量变频系统中。文中结合IGCT的结构特点 ,阐述了其优于IGCT、GTO器件的技术特性 ,给出了由IGCT器件构成的中压变频器的应用电路和技术特点。

关键词 集成门极换流晶闸管 IGCT 大功率 变频系统 应用

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集成门极换流晶闸管IGCT在矿山中的应用

11

作者 朱培祥 《山西焦煤科技》 2007年第10期16-17,46,共3页

介绍了一种新型大功率电器开关元件IGCT的工作原理,并阐述了其使用特点,指出了该器件在矿山企业的应用前景。

关键词 新型 大功率器件 集成门极换流晶闸管 应用

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抵御换相失败的新型IGCT直流混合换相换流器

12

作者 许超群 余占清 +4 位作者 董昱 曾嵘 葛睿 屈鲁 赵彪 《新型电力系统》 2024年第4期406-417,共12页

基于电网换相换流器的常规直流输电技术是远距离大容量输电的首选方案,但其换相失败问题严重威胁直流多落点电网安全稳定运行。由于晶闸管固有的半控特性,已有方法难以显著降低换相失败风险。文章提出一种新型的基于集成门极换流可关断... 基于电网换相换流器的常规直流输电技术是远距离大容量输电的首选方案,但其换相失败问题严重威胁直流多落点电网安全稳定运行。由于晶闸管固有的半控特性,已有方法难以显著降低换相失败风险。文章提出一种新型的基于集成门极换流可关断晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)的混合换相换流器,实现具有主动换流特点的新型换流原理,有效抵御换相失败,提升多直流馈入电网的安全稳定水平。该文在换相失败机理分析的基础上,提出了新型IGCT直流混合换相换流器的拓扑结构、核心器件机理分析,提出了相对应的抵御换相失败的新型换流开关一体化工作方式,并最终,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真中验证了换流机理,搭建了20 kV级样机并通过实验验证了所提出混合换相换流器的有效性和正确性。 展开更多

关键词 直流输电 换相失败 混合换相换流器 集成门极换流可关断晶闸管(IGCT)

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双芯IGCT浪涌电流鲁棒性研究 被引量：1

13

作者 鲁一苇 姚德贵 +3 位作者 董曼玲 肖超 陈涛 杨武华 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第3期234-239,245,共7页

作为晶闸管类器件,双芯集成门极换流晶闸管(Dual IGCT)必须具备的抗浪涌电流能力研究鲜见报道。基于多单元集成的器件仿真结构模型,揭示了Dual IGCT在浪涌电流下工作时,总电流在GCT-A部分和GCT-B部分间的分配比例会随晶格温度升高而减... 作为晶闸管类器件,双芯集成门极换流晶闸管(Dual IGCT)必须具备的抗浪涌电流能力研究鲜见报道。基于多单元集成的器件仿真结构模型,揭示了Dual IGCT在浪涌电流下工作时,总电流在GCT-A部分和GCT-B部分间的分配比例会随晶格温度升高而减小。在此基础上,分析了寿命控制技术对Dual IGCT浪涌鲁棒性的影响。结果表明,增大GCT-B的载流子寿命可以提高器件的浪涌鲁棒性,但同时会增大器件的功耗;而在对GCT-B进行载流子寿命控制时,引入具有较大寿命对温度依赖系数的复合中心,可以有效提高Dual IGCT浪涌电流鲁棒性,同时不影响器件的其他性能。最后,提出了一种工艺成本较低的阳极短路Dual IGCT新结构,其在浪涌电流下的晶格温升与传统的Dual IGCT相比大幅减小(约150 K),呈现出极高的抗浪涌能力。 展开更多

关键词 双芯集成门极换流晶闸管(Dual IGCT) 浪涌电流 寿命控制 复合中心 鲁棒性

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大功率变流器的拓扑结构与器件选择

14

作者 于飞 张晓锋 +1 位作者 李槐树 叶志浩 《机车电传动》 北大核心 2004年第2期5-8,11,共5页

详细阐述了IGCT、ETO、IEGT等新型器件的技术特点和应用前景以及矩阵式变流器、多点式变流器和多相逆变器等高性能、大功率变流器的结构、特性与应用状况,提出了适用于电力推进的大功率变流器的选择方案。

关键词 大功率变流器 拓扑结构 多相逆变器 多点式变流器 集成门极换流晶闸管 发射极关断晶闸管 MOS关断晶闸管

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电网用5500A/8000V逆阻型IGCT研制

15

作者 陈芳林 方佳仪 +4 位作者 陈勇民 曹强 邹平 孙永伟 操国宏 《半导体技术》 北大核心 2025年第2期127-133,共7页

针对现有电网换相换流阀(LCC)技术中的换相失败问题,提出了基于逆阻型集成门极换流晶闸管(IGCT)主动关断能力的混合换相换流阀(HCC)技术,其中高容量的逆阻型IGCT至关重要。为提升器件的耐压、关断和通流能力,采用独立终端结构和有源区p... 针对现有电网换相换流阀(LCC)技术中的换相失败问题,提出了基于逆阻型集成门极换流晶闸管(IGCT)主动关断能力的混合换相换流阀(HCC)技术,其中高容量的逆阻型IGCT至关重要。为提升器件的耐压、关断和通流能力,采用独立终端结构和有源区p+基区掺杂,创新边缘门极结构,研制出了5500 A/8000 V逆阻型IGCT。该器件具备8000 V的额定电压和5500 A的额定电流关断能力,通态平均电流最高可达3290 A,已通过型式试验和混合换相换流阀运行验证。该器件将应用于高压直流(HVDC)输电换流阀,致力于解决换相失败问题,提升智能电网的稳定性和可靠性。 展开更多

关键词 集成门极换流晶闸管(IGCT) 逆阻型 终端 结构设计 混合换相换流阀(HCC)

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直流电网用逆阻IGCT器件特性研究 被引量：2

16

作者 邹平 潘学军 +1 位作者 陈芳林 曾宏 《电子质量》 2023年第9期89-93,共5页

基于晶闸管换流阀的电网换相高压直流输电(LCC-HVDC)存在常见的换相失败故障,为了有效解决该难题,电网系统提出采用全控型电力电子器件替代晶闸管的拓扑方案。介绍的新型6 in逆阻集成门极换流晶闸管(逆阻IGCT)的设计思路符合该方案对全... 基于晶闸管换流阀的电网换相高压直流输电(LCC-HVDC)存在常见的换相失败故障,为了有效解决该难题,电网系统提出采用全控型电力电子器件替代晶闸管的拓扑方案。介绍的新型6 in逆阻集成门极换流晶闸管(逆阻IGCT)的设计思路符合该方案对全控器件的要求,此处主要研究器件的基本参数与开关特性,针对电网工况开展门驱研发,实现高位取能与黑启动功能,完成编码通信及分离式设计,使逆阻IGCT器件能够适应晶闸管换流阀的应用工况。最后,搭建合成试验回路完成逆阻IGCT阀组试验,验证器件的开关能力和门驱功能,结果表明器件的能力设计和门驱功能满足换流阀的应用要求,研究结果可为逆阻IGCT在直流电网中的工程应用提供参考。 展开更多

关键词 逆阻逆阻集成门极换流晶闸管 门驱 高压直流输电 换流阀

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IGCT芯片边缘门极封装结构设计

17

作者 孙永伟 陈芳林 +3 位作者 曾文彬 潘学军 陈勇民 邹平 《电子质量》 2023年第9期55-59,共5页

集成门极换流晶闸管(IGCT)是一种电流控制型开关器件,具有开关频率高、阻断电压高、电流大和损耗低等优点,在直流输电和电力变换等领域得到了广泛的应用。IGCT的封装结构对于芯片散热、阻断和通流等性能具有较大影响,目前IGCT广泛应用... 集成门极换流晶闸管(IGCT)是一种电流控制型开关器件,具有开关频率高、阻断电压高、电流大和损耗低等优点,在直流输电和电力变换等领域得到了广泛的应用。IGCT的封装结构对于芯片散热、阻断和通流等性能具有较大影响,目前IGCT广泛应用的封装结构为中间门极形式的结构,但该结构存在一定的改进空间。因此,提出了一种边缘门极封装结构,相较于传统封装结构,其在散热能力和门阴极换流能力方面均有优化,具有一定的推广使用价值。 展开更多

关键词 集成门极换流晶闸管 边缘门极封装结构 门阴极换流 结壳热阻

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IGCT过应力关断下动态雪崩诱发的电压自箝位效应

18

作者 董曼玲 姚德贵 +4 位作者 宋伟 张嘉涛 肖超 鲁一苇 杨武华 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第10期879-884,共6页

作为高压功率器件,集成门极换流晶闸管(IGCT)关断过程中必然发生的动态雪崩效应是限制器件反偏安全工作区(RBSOA)的重要因素。通过建立能更好地反映电流集中效应的多单元仿真结构模型,对IGCT过应力条件下的关断特性进行了仿真,发现了一... 作为高压功率器件,集成门极换流晶闸管(IGCT)关断过程中必然发生的动态雪崩效应是限制器件反偏安全工作区(RBSOA)的重要因素。通过建立能更好地反映电流集中效应的多单元仿真结构模型,对IGCT过应力条件下的关断特性进行了仿真,发现了一种与开关自箝位模式(SSCM)非常相似的电压自箝位效应。然而,与SSCM不同的是,这种自箝位效应是由动态雪崩效应诱发的。在强烈的动态雪崩下,雪崩产生的载流子与被移除的载流子达到了动态平衡,耗尽区电场无法展宽导致了电压箝位。由于自箝位期间雪崩产生的电流丝无法快速移动,器件极易因局部过热而损毁。并且,随着器件电流增益的增大,这种效应更容易发生。研究结果可为IGCT提供更清晰的RBSOA。 展开更多

关键词 集成门极换流晶闸管(IGCT) 反偏安全工作区(RBSOA) 过应力关断 动态雪崩 电流丝 自箝位

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硅直接键合(SDB)技术在新型电力电子器件应用中的新进展 被引量：3

19

作者 王彩琳 高勇 张新 《电子器件》 EI CAS 2005年第4期945-948,957,共5页

综述了硅直接键合(SDB)技术在绝缘栅双极晶体管(IGBT)、静电感应晶闸管(SITH)及MOS控制可关断晶闸管(MTO)等器件中的新应用,说明了SDB技术在新型电力电子器件应用中的新方法和新思路。在此基础上,提出了用SDB技术制作集成门极换流晶闸管... 综述了硅直接键合(SDB)技术在绝缘栅双极晶体管(IGBT)、静电感应晶闸管(SITH)及MOS控制可关断晶闸管(MTO)等器件中的新应用,说明了SDB技术在新型电力电子器件应用中的新方法和新思路。在此基础上,提出了用SDB技术制作集成门极换流晶闸管(IGCT)和集成门极双晶体管(IGDT)的设想,并给出了相应的工艺方案。 展开更多

关键词 硅直接键合 电力电子器件 集成门极换流晶闸管 集成门极双晶体管 MOS控制可关断晶闸管

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GCT动态雪崩失效机理的研究 被引量：2

20

作者 王彩琳 杨武华 杨晶 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2017年第2期81-87,共7页

门极换流晶闸管(GCT)关断过程中的动态雪崩效应是导致其失效的关键因素。本文采用Sentaurus仿真软件对4 500V非对称GCT关断过程中的动态雪崩效应进行了研究,建立了用于描述动态雪崩过程中等离子体边缘移动速度的二维解析模型,分析了电... 门极换流晶闸管(GCT)关断过程中的动态雪崩效应是导致其失效的关键因素。本文采用Sentaurus仿真软件对4 500V非对称GCT关断过程中的动态雪崩效应进行了研究,建立了用于描述动态雪崩过程中等离子体边缘移动速度的二维解析模型,分析了电流丝产生的原因及其影响因素,研究了GCT的失效机理。结果表明,GCT发生动态雪崩时会产生单个纵向贯穿整个器件的电流丝,这是由p阳极区的空穴注入所致,并且空穴注入会减慢电流丝的移动速度,从而降低了GCT关断的可靠性。 展开更多

关键词 门极换流晶闸管 动态雪崩 电流丝 可靠性

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