(1)正向恢复过程能量损耗
(2)反向恢复过程能量损耗
(反向恢复过程未结束,晶格峰值温度达到1000K)
######################################################
导通角:导通角是指在一个周期内,由电力电子器件控制其导通的角度。交流电一般为正弦波形,它的一个周期为360度,正半周占180度,负半周占180度。当交流电通过可控硅时,可以让交流电电流通过控制使其在0-180度的任一角度处开始导通,即所谓可控整流,当正半周加到可控硅的阳极,在180度的某一角度时,在可控硅的控制极加一触发脉冲,例如在30度加一脉冲,可控硅只能通过余下的150度的电流。这种使可控硅导电的起始角度例如上述的30°称为控制角,用α表示。晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角,用θ表示,例如上述的150°,所以θ=π-α。
正向浪涌电流测试的基本要求和标准测试方法:
二极管IFSM测试需要的峰值脉冲电流要求达到数十倍的额定通态电流值。标准的测试方法是采用大容量工频变压器,截取市电交流波形来产生时间常数为10ms、导通角为0°~180°的正弦半波脉冲。用这种方法产生几百上千安培的正弦脉冲电流。一些国外公司的产品对浪涌冲击电流波形有特殊要求,比如要求在正向整流电流的基础上再加一个时间常数为10ms或8.3ms、导通角为0°~180°的正弦半波脉冲电流,或者要求施加连续两个时间常数为10ms或8.3ms、导通角为0°~180°的正弦半波脉冲电流等。
高压整流二极管结构参数:
根据实际电参数指标要求,在25℃室温情况下,当测试电流IR=5μA时,器件反向重复峰值电压(VRRM)需高于1200V。为保证器件结构设计的可靠性,对击穿电压指标考虑10%的裕量,即击穿电压设计目标值为1320V。图2为仿真得到的N型单晶硅电阻率对器件击穿电压的影响,在仿真过程中,衬底少子寿命为10μs,高阻N型区厚度为180μm,P+区表面浓度为5E19cm-3,结深为10.5μm。当N型单晶硅电阻率大于45Ω.cm时,器件击穿电压约为1400V,满足设计要求。图3为仿真得到的高阻N型单晶硅厚度对器件击穿电压的影响。在仿真过程中,衬底少子寿命为10μs,原始单晶硅电阻率为45Ω.cm,P+区表面浓度为5E19cm-3,结深为10.5μm。当高阻N型单晶硅厚度≥90μm时,器件击穿电压约为1350V,满足设计要求。器件基本结构参数选择为:原始N型单晶硅片晶向为<111>,少子寿命为10μs,单晶硅电阻率为45Ω.cm。利用三重扩散工艺制备得到N+/N结构,N+衬底砷杂质扩散深度为160μm,砷表面浓度为5E19cm-3;高阻N型区厚度为100μm;阳极区硼扩散表面浓度为5E19cm-3,硼扩散结深为变量,变化范围为1.5~13.5μm。