В рамках одномерного численного моделирования исследованы основные физические процессы, опреде-ляющие переходной процесс выключения биполярного SiC-транзистора из режима глубокого насыщения. Исследован процесс выключения в режиме обрыва базового тока и в режиме выключения отрицательным (выключающим) током базы. Показано, что при вполне реалистических значениях выключающего базового тока время выключения может быть уменьшено в ∼ 40 раз по сравнению с временем выключения при нулевом базовом токе. Время задержки также может быть существенно, в несколько раз, сокращено. Отмечается, что в режиме глубокого насыщения, когда реализуется интенсивная модуляция проводимости коллекторного слоя, транзистор может работать в непрерывном режиме при весьма высокой плотности тока. ВведениеК мощным импульсным переключающим системам предъявляются все более жесткие требования с точки зрения предельных рабочих частот, размеров, плотности рассеиваемой мощности, предельных рабочих темпе-ратур и радиационной стойкости. Наиболее перспек-тивными переключающими приборами с точки зрения соответствия этим требованиям являются переключа-ющие приборы на основе 4H-SiC (см., например [1]). По сравнению с другими переключающими прибора-ми, такими, как полевые транзисторы с управляющим p−n-переходом (JFETs), MOSFETs и IGBTs биполярные транзисторы (БТ) на основе 4H-SiC обладают потенци-альным преимуществом очень низкого сопротивления в открытом состоянии (R on ). Малые значения R on могут быть реализованы за счет возможной модуляции кол-лектора неосновными носителями заряда и взаимной компенсации падения напряжения на встречно вклю-ченных p−n-переходах база−эмиттер и база−коллектор. Последнее обстоятельство для приборов на карбиде кремния является особенно существенным, поскольку встроенный потенциал 4H-SiC p−n-переходов весьма высок (≤ 2.85 В при реальных рабочих плотностях тока). С момента появления первых 4H-SiC БТ [2,3] достигнут существенный прогресс в увеличении коэф-фициента усиления, рабочего напряжения и рабочей площади приборов [4][5][6].Когда БТ используется в качестве мощного переклю-чателя, одним из наиболее важных параметров прибо-ра (при заданном рабочем блокируемом напряжении) является сопротивление R on . В большинстве опубли-кованных работ величина R on была равна или даже превышала величину сопротивления немодулированно-го коллекторного слоя (см., например, [7][8][9]). Тем не менее в нескольких работах была продемонстрирована возможность существенного снижения R on за счет моду-ляции сопротивления коллекторного слоя неосновными носителями, инжектированными в режиме насыщения из базового слоя структуры (см., например, [10,11]).Подробный анализ условий, необходимых для быст-рой и эффективной модуляции коллектора и существен-ного снижения R on , проделан в рамках одномерного моделирования в работах [12,13]. Показано, что заметное снижение сопротивления коллекторного слоя транзисто-ра и, как следствие, существенное снижение остаточного напряжения на приборе могут быть достигнуты при достаточно быстром включении транзистора, условием...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.