高壓SiC BJT在脈沖功率領(lǐng)域的快速驅(qū)動電路研究.pdf

1、本文主要研究應用于脈沖功率系統(tǒng)中的雙極型碳化硅半導體器件SiC BJT的快速驅(qū)動電路，文中脈沖功率研究的重點是在SiC BJT基極追求極高的電流上升率di/dt。設計的驅(qū)動電路不僅可以用于SiC BJT，對SiC GTO驅(qū)動電路的開發(fā)也具有借鑒意義。本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　第一部分，研究脈沖功率技術(shù)的發(fā)展狀況、背景及意義;研究目前脈沖功率系統(tǒng)的組成方式，研究SiC功率器件的特性；調(diào)研了目前已發(fā)表的功率型BJT和G

2、TO的驅(qū)動電路的文獻資料。
　　第二部分，提出一種采用電容器儲能的思想設計的SiC BJT驅(qū)動電路和脈沖放電電路。脈沖放電時，整個電路與電網(wǎng)實現(xiàn)了電學上的隔離。驅(qū)動電路中的電容采用達林頓結(jié)構(gòu)設計了充電電路。驅(qū)動電路基于硅MOSFET和硅BJT兩級電路，能夠?qū)怦詈掀鞯碾娏鬟M行快速放大。整個電路設計過程分為兩個階段，初始設計方案的設計過程中主要通過減小電路電感的方法來提高電流上升速率，驅(qū)動電流的0-100mA的最短用時只需30ns;

3、為了更進一步將驅(qū)動電流0-100mA的用時縮短到10ns以下，在初始設計方案的基礎上進行了改進，并提出了影響電流上升速率的幾大主要因素:驅(qū)動電路電容的電壓與驅(qū)動回路的阻抗優(yōu)化，驅(qū)動回路的半導體器件的I-V特性，上級驅(qū)動回路的驅(qū)動速度。實驗結(jié)果表明，驅(qū)動電流在脈沖放電中使SiC BJT從斷態(tài)過渡到通態(tài)的時間為6ns。該驅(qū)動電路的設計思想對其他高壓雙極型功率半導體器件實現(xiàn)快速驅(qū)動具有啟發(fā)意義，對高壓脈沖放電實驗中脈沖放電電流的上升速率同樣具