导读:本文包含了双极功率器件论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:功率,晶体管,流电,器件,逆变器,终端,半导体器件。
双极功率器件论文文献综述
司长明[1]（2018）在《SiC双极型功率半导体器件低功耗驱动技术研究》一文中研究指出近年来,Si基功率半导体器件经过长足的发展,其整体性能已趋于硅材料的极限,但该类器件的局限性已经成为制约电力电子技术未来发展的瓶颈之一。而SiC功率半导体器件可以更好地弥补Si基功率半导体器件在大电压量级和大功率方面的缺陷,因此SiC功率半导体器件已经引起了业内广泛的关注。本文的研究目的主要是设计出能够快速驱动SiC GTO开通与关断的低功耗驱动电路。研究的重点不仅是追求极高的驱动电流上升率与下降率,而且在SiC GTO导通期间关断门极驱动电流,较大限度地降低功耗。首先,从SiC功率半导体器件的发展概况出发,阐述了SiC功率半导体器件的诸多优良特性和在涉及电力电子领域的现代电力系统中的应用。然后,针对具有代表性的SiC BJT和SiC GTO双极型功率半导体器件在基本结构、工作原理和工作特性方面分别进行了介绍,并结合典型的电流型驱动电路,提出了低功耗驱动电路的设计思想。根据电路设计思想对基本器件进行了分析和选型,在已设计驱动电路的基础上,提出了低功耗驱动电路的整体设计方案:选用霍尔传感器作为SiC GTO主回路信号采集器,利用CMOS反相器输出高阻态的特性将NMOS作为开关元件,并采用反馈回路来控制驱动电路的通断。在低功耗驱动电路整体方案的基础上,对叁种控制电路的设计方案进行了理论分析和验证性测试。第一种是基于PMOS场效应管的控制电路设计方案,在1.5kHz下,关断驱动电流的时间占据整个开通时间的比例约为35%;第二种是基于多个MOS场效应管的控制电路设计方案,在1.5kHz下,关断驱动电流的时间占据整个开通时间的比例约为75%;第叁种是基于运算放大器的控制电路设计方案,在1.5kHz下,关断驱动电流的时间占据整个开通时间的比例约为65%。叁种电路设计方案均可在不同程度上降低驱动电路开通期间的功率损耗,尤其是基于运算放大器的控制电路拓扑结构最简单,因而理论上具有较高的可靠性,并且提供的驱动电流从0到200mA所需的时间约为20ns。因此本文在电路结构的拓扑原理上验证了能够达到快速开通与关断SiC GTO并降低驱动电路功耗的目的。(本文来源于《湖南大学》期刊2018-04-16）
黄海清[2]（2017）在《SiC双极型功率半导体器件的驱动电路研究》一文中研究指出以SiC为代表的宽禁带半导体材料取得了突破性进展,基于SiC材料的功率半导体器件和电路已在学术界和产业界引起广泛关注。和Si基功率半导体器件相比,SiC功率半导体器件具有阻断电压高、导通电流大、开关频率高、耐高温等优点,使得SiC功率半导体器件部分取代了 Si基功率半导体器件,将广泛应用于现代电力电子行业。本文主要研究目的是设计一款能够快速驱动SiC双极型功率半导体器件开通与关断的驱动电路。研究的重点是追求极短的驱动电流的上升、下降时间,达到快速开通与关断SiC双极型功率器件的目的,并尽可能提高开关频率。本文首先阐述了 SiC功率半导体器件的发展现状以及在现代电力电子领域系统的应用。通过对双极型功率半导体器件(以SiC BJT、SiC GTO为代表)基本结构和工作特性的分析,以及对几种典型的电流型驱动电路的对比,提出了驱动电路的设计思想。根据设计思想,本文最初设计了一款采用电容器储能,利用小功率快速硅BJT和MOSFET作为驱动器件,能够驱动SiCBJT开通的驱动电路。为了进一步缩短开通时驱动电流上升时间,对该驱动电路进行改进,改进后的驱动电路产生的开通驱动电流从0上升到200mA所需的时间缩短了一倍。随后,在该开通驱动电路的基础上采用对称互补结构设计了 一款能够驱动SiC BJT开通与关断的驱动电路,该驱动电路由快速光耦合器、MO S场效应晶体管组成的反相器、Si BJT互补电路叁个部分构成。完成驱动电路的设计后,制备了印刷电路板。分别加入SiCBJT工作回路和SiC GTO工作回路进行实验测试。驱动电路驱动SiCBJT、SiC GTO开通时,驱动电流从0到200mA所需的时间约为20ns,从开通控制信号触发到SiC BJT工作回路开通所需的时间大约为400ns,而驱动SiC GTO开通所需的时间约为5μs。驱动电路驱动SiCBJT、SiC GTO关断时,驱动电流从200mA到0所需的时间约为25ns,从关断控制信号触发到SiC BJT工作回路关断所需的时间大约为2.4μs,而驱动SiC GTO关断所需的时间约为7μs。同时该驱动电路的开关频率可以达到250kHz。实验结果证明本驱动电路能够对双极型功率半导体器件SiC BJT和SiC GTO快速驱动,实现开通与关断。(本文来源于《湖南大学》期刊2017-04-20）
袁海斌[3]（2013）在《基于SiC材料的高效功率器件——双极结型晶体管的响应特性》一文中研究指出作为最受关注的SiC材料之一的双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT),具有特定的低阻抗、快速开关和对温度依赖性小的优点。由于其具有大短路电流、无二次击穿,因而具有可靠的工作性能。本文针对该器件,研究了与实际应用有直接联系的特性,并通过设计的一个驱动器做了减少功率损耗的测试研究。随着光伏系统所面临的降低成本的压力要求,其它的一些节能实验不光是集中在SiC技术上,还包括核心材料方面。基于此目的,在实验室测试了设计的一个额定功率为17kW的逆变器,并给出了结果。(本文来源于《电源世界》期刊2013年09期）
袁海斌[4]（2012）在《基于SiC材料的高效功率器件——双极结型晶体管的响应特性》一文中研究指出作为最受关注的SiC材料之一的双极结型晶体管BJT(Bipolar Junction Transistor,BJT),具有特定的低阻抗、快速开关和对温度依赖性小的优点。由于其具有大短路电流、无二次击穿,因而具有可靠的工作性。本文针对该器件,研究了与实际应用有直接联系的特性,并通过设计的一个驱动器做了减少功率损耗的测试研究。随着光伏系统所面临的降低成本的压力要求,其它的一些节能实验不光是集中在SiC技术上,还包括核心材料方面。基于此目的,在实验室测试了设计的一个额定功率为1 7kW的逆变器,并给出了结果。(本文来源于《电力电子》期刊2012年05期）
杨洁,殷中伟,张希军,王振兴,武占成[5]（2011）在《高频小功率硅双极器件ESD潜在失效的无损检测方法》一文中研究指出目前国内外研究人员多集中于研究MOS器件和GaAs器件的静电放电(ESD)潜在性失效,而对高频小功率硅双极晶体管的静电放电潜在性失效则研究较少。为此,参考国内外研究人员的研究结果,选择采用高温反偏法、低频噪声法以及电参数测量法来对高频小功率硅双极晶体管静电放电潜在性失效的无损检测方法进行了较为细致的分析研究。通过详细比较后可以确定,高温反偏法和低频噪声法均不能用来检测高频小功率硅双极晶体管的静电放电失效,也就更不能用来检测判别此类器件的静电放电潜在性失效。最后,通过对多个电参数的测量与对比发现,高频小功率硅双极晶体管集电极-基极反偏结漏电流的大范围变化可以表征此类器件静电放电潜在性失效的存在。(本文来源于《高电压技术》期刊2011年01期）
吴郁,王浩,程序,亢宝位[6]（2009）在《双极功率集成器件的优化》一文中研究指出以400 V双极功率集成器件(由BJT与p-i-n二极管以反并联方式集成在同一个芯片上构成)为例,通过仿真和实测分析,建立起基本概念和物理图像,阐明了集成功率器件中横向寄生晶体管所带来的影响,以及主晶体管与内二极管的不同间距又如何影响寄生晶体管所起作用等问题.最后给出了主晶体管与内二极管间距的优化设计值.这些为理解问题进而设计出主晶体管与内二极管之间新的隔离措施奠定了理论基础.(本文来源于《北京工业大学学报》期刊2009年09期）
宋雪云,倪克俭[7]（2002）在《低压紧凑型荧光灯专用功率器件——DK4X系列双极型开关晶体管》一文中研究指出1引言随着我国国民经济的快速发展,加之独有的稀土资源优势,我国现已成为世界上生产电子节能灯的主要大国,同时也是出口电子节能灯的主产国。如今,国内诸多颇具实力的厂家,正逐渐成为电子节能灯的主要出口生产商。众所周知,世界上许多国家如美国、日本、巴西……等的电网电压仅为110V和120V,相对于我国的电网情况而言,属低压供电。以往,我们生产制造的半导体电力电子产品,通常是以国内220V的电网电压为基本依据而设计的,在低压节能灯上应用时,势必会因过高的电压参数设计要求而牺牲其它性能参数。(本文来源于《第叁届照明灯用电器附件及其配套电子元器件科技研讨会专题报告文集》期刊2002-06-12）
周蓉,胡思福,李肇基,张庆中[8]（2002）在《双极功率器件中的深槽隔离》一文中研究指出本文将深槽隔离应用于双极功率器件,模拟分析与实验结果表明,深槽隔离终端结构能将器件雪击穿电压提高到理想值的95%以上,在不减小本征散热面积的情况下,该结构减小了集电结面积和漏电流器件截止频率和功率增益分别增加33%和1dB。(本文来源于《展望新世纪——’02学术年会论文集》期刊2002-04-01）
何进,张兴[9]（2001）在《6H-SiC单极功率器件性能的温度关系(英文)》一文中研究指出基于碳化硅材料电离系数和迁移率的温度依赖性 ,利用有效电离系数的 Fulop近似 ,推出了 6 H- Si C单极性功率器件击穿电压和比导通电阻的温度依赖性解析表达式 .理论预言的击穿电压和临界电场与先前的实验结果基本一致 (误差小于 10 % ) ,验证了理论模型的适用性(本文来源于《半导体学报》期刊2001年10期）
周蓉[10]（2001）在《双极高频、微波功率器件的研究》一文中研究指出双极高频、微波功率器件已大量应用于军用、民用电子设备中，其典型应用主要在通信、雷达(含导航)和电子对抗等领域。大功率全固态电子设备的体积、重量、性能、价格和可靠性很大程度上都取决于双极功率器件及其放大器的性能，因此提高该类器件的性能具有很大的应用价值和现实意义。本文在分析双极高频、微波功率器件的工作特点的基础上，提出了有利于提高器件性能的新结构和新材料，详细分析了其特点和功能，完成了相关的实验工作，取得了重要的理论数据和实验数据。主要工作包括以下几个方面： 针对频率与功率、功耗的矛盾，提出了绝缘深阱结终端结构和梳状集电结(基区)结构。利用二维数值模拟软件分析了影响叁类典型应用的双极功率器件(对应的理想击穿电压BV_(CRO)分别为：40V，70V，100V)击穿电压的诸多因素(主要包括阱宽度、阱深度、阱内填充介质、界面固定电荷、阱区顶端场板)。结果表明：具有一定宽度、深度且填充绝缘介质的深阱结终端结构，阻止了结的横向扩展，并能将器件的雪崩击穿电压提高到理想值的95％以上。研制出的具有深阱结终端结构的DCT260功率管，其击穿电压BV_(CRO)、BV_(CEO)达到66V和32V，分别为理想值的94％和92％，比采用传统终端结构的3DA260增大了9V和6V。而计算分析和二维数值模拟分析结果表明：梳状集电结(基区)结构在不增加器件本征集电结面积的条件下，增大了器件的本征散热面积和基区周长，改进了每个子器件单元内的散热方式，提高了单元内结温和电流分布的均匀性，降低了器件的热阻，增大了器件的耗散功率和输出功率，较好地缓解了目前传统结构中频率与功率、功耗的矛盾，并有利于改善器件抗二次击穿的性能。研制出的梳状集电结(基区)结构试验管DCT375，其最大电流容量、最大输出功率、最大耗散功率以及频率特性等电参数明显比传统结构器件和国外同类产品有大的提高。绝缘深阱结终端技术和梳状集电结(基区)结构技术为新型高频、微波大功率晶体管的研制开辟了新的途径。 为提高双极功率器件的可靠性，提出了非均匀双向镇流技术和V系热敏电阻过温保护技术。理论分析表明：上述两种技术，有利于减小电流集中现象，降低器件峰值结温，避免热击穿和二次击穿的发生。实验结果表明：具有非均匀双向镇流电阻结构的双极功率器件，其芯片中心峰值结温 Ih了村技人学博士论文可降低7℃～10aC，谷壳表面的温度也可降低3℃～7C，器件的敝热特性明显岱岛。本论文创沃性地采用十导体CVD工艺在硅中．晶＋1底以及引；衬底1二If长出最小厚度为 600urn 的 V 系热敏电阻薄脏。实验证明：在 90OC温度范围内，该薄膜的电阻值近似于无穷大：当温度高达100℃以上时，其电阻值急刷下降：到150℃时。薄膜电阻的升阻比尺．、。x／人。n高达70O多倍c并联在双极功率管 ＊I之间的薄膜电阻可起到良好的分流和过温保护作用，从而较好地诣免了温度电流正反馈现象的发生，器件的可靠性进一步提高。 为减小SIO。钝化层带来的负面效应，本文在充分分析SIPOS膜（半纶缘多晶硅）特性的基础上，针对双极功率器件提出两种SIPOS结构：一是在本征区采用热生长SIO，－SIPOS（氧浓度为15atmO－25atmO）－SIPOS（氧浓度为2柏Im％、40扯m％）多儿钝化结构；二是在非本征区采用“宽阶”式引厂OS 结构。实验纪果表明：第一种结构有利于屏蔽外电场对器件本征区的影响，减小表面漏电，提高小电流下电流放大系数h。。；，具有低电阻率的下层SIPOS膜（氧浓度小于等干二sal％）还具有电阻场板的作用；第二利。结构不仅可屏蔽外电场对器件十木征区的影响，更为重要的是几乎完全梢除了基极、发射极的延仰电极引起的寄生＊OS电容，这对捉高器什的频率特性和功率增益非常有利。 为沧一步减小寄生参数的影响，综合提高双极功率器件的输出功率。增益、效率以及宽带性能，本文对适用于双极高频、微波功率管的内匹配网络结构进行了研究，分析了输入、输出内匹配网络结构的设计方法，并完成了双极功率管DCT265 的内匹配试验。结果表明：采用内匹配网络有利于使功率器件实现最大输出功率、最大功率增益、最大效率，并有利于展宽带宽。(本文来源于《电子科技大学》期刊2001-10-01）
双极功率器件论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
以SiC为代表的宽禁带半导体材料取得了突破性进展,基于SiC材料的功率半导体器件和电路已在学术界和产业界引起广泛关注。和Si基功率半导体器件相比,SiC功率半导体器件具有阻断电压高、导通电流大、开关频率高、耐高温等优点,使得SiC功率半导体器件部分取代了 Si基功率半导体器件,将广泛应用于现代电力电子行业。本文主要研究目的是设计一款能够快速驱动SiC双极型功率半导体器件开通与关断的驱动电路。研究的重点是追求极短的驱动电流的上升、下降时间,达到快速开通与关断SiC双极型功率器件的目的,并尽可能提高开关频率。本文首先阐述了 SiC功率半导体器件的发展现状以及在现代电力电子领域系统的应用。通过对双极型功率半导体器件(以SiC BJT、SiC GTO为代表)基本结构和工作特性的分析,以及对几种典型的电流型驱动电路的对比,提出了驱动电路的设计思想。根据设计思想,本文最初设计了一款采用电容器储能,利用小功率快速硅BJT和MOSFET作为驱动器件,能够驱动SiCBJT开通的驱动电路。为了进一步缩短开通时驱动电流上升时间,对该驱动电路进行改进,改进后的驱动电路产生的开通驱动电流从0上升到200mA所需的时间缩短了一倍。随后,在该开通驱动电路的基础上采用对称互补结构设计了 一款能够驱动SiC BJT开通与关断的驱动电路,该驱动电路由快速光耦合器、MO S场效应晶体管组成的反相器、Si BJT互补电路叁个部分构成。完成驱动电路的设计后,制备了印刷电路板。分别加入SiCBJT工作回路和SiC GTO工作回路进行实验测试。驱动电路驱动SiCBJT、SiC GTO开通时,驱动电流从0到200mA所需的时间约为20ns,从开通控制信号触发到SiC BJT工作回路开通所需的时间大约为400ns,而驱动SiC GTO开通所需的时间约为5μs。驱动电路驱动SiCBJT、SiC GTO关断时,驱动电流从200mA到0所需的时间约为25ns,从关断控制信号触发到SiC BJT工作回路关断所需的时间大约为2.4μs,而驱动SiC GTO关断所需的时间约为7μs。同时该驱动电路的开关频率可以达到250kHz。实验结果证明本驱动电路能够对双极型功率半导体器件SiC BJT和SiC GTO快速驱动,实现开通与关断。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
双极功率器件论文参考文献
[1].司长明.SiC双极型功率半导体器件低功耗驱动技术研究[D].湖南大学.2018
[2].黄海清.SiC双极型功率半导体器件的驱动电路研究[D].湖南大学.2017
[3].袁海斌.基于SiC材料的高效功率器件——双极结型晶体管的响应特性[J].电源世界.2013
[4].袁海斌.基于SiC材料的高效功率器件——双极结型晶体管的响应特性[J].电力电子.2012
[5].杨洁,殷中伟,张希军,王振兴,武占成.高频小功率硅双极器件ESD潜在失效的无损检测方法[J].高电压技术.2011
[6].吴郁,王浩,程序,亢宝位.双极功率集成器件的优化[J].北京工业大学学报.2009
[7].宋雪云,倪克俭.低压紧凑型荧光灯专用功率器件——DK4X系列双极型开关晶体管[C].第叁届照明灯用电器附件及其配套电子元器件科技研讨会专题报告文集.2002
[8].周蓉,胡思福,李肇基,张庆中.双极功率器件中的深槽隔离[C].展望新世纪——’02学术年会论文集.2002
[9].何进,张兴.6H-SiC单极功率器件性能的温度关系(英文)[J].半导体学报.2001
[10].周蓉.双极高频、微波功率器件的研究[D].电子科技大学.2001
论文知识图
