“薄基區(qū)-緩沖層-透明陽極”RSD換流特性研究.pdf

1、大功率超高速半導體開關RSD（Reversely Switched Dynistor）是一種基于可控等離子層換流原理的新型固體開關。RSD可實現(xiàn)數(shù)百千安培電流、數(shù)十千伏高電壓、微秒納秒級開通三者完美的統(tǒng)一，是現(xiàn)代脈沖功率系統(tǒng)中開關器件的理想選擇之一。RSD獨特的開通原理使得它克服了晶閘管類功率器件在導通過程中電流局部化問題，提高了器件的通流能力，在脈沖功率系統(tǒng)中具有良好的應用前景。
　　 本文簡要介紹了RSD的基本開通工作原理以

2、及開通電路，并分析了RSD觸發(fā)開通的臨界條件?；赗SD基本結構和工作原理，從理論上詳細分析了引入的“薄基區(qū)－緩沖層－透明陽極”結構對RSD開通、阻斷電壓、關斷幾個方面的影響；協(xié)調(diào)重頻高幅值RSD通態(tài)、斷態(tài)和開關三者特性，有利于RSD應用在重復頻率脈沖工況。并且從格列霍夫模型出發(fā)，通過理論計算，驗證了引入緩沖層后改善了器件的預充狀況、提高了阻斷電壓、減小了功率損耗，從而證明了引入這種結構的合理性。
　　 本文還探索了制備RSD器

3、件的兩種工藝：Al燒結工藝以及二次硼擴散工藝，試制出了多批樣品，基本上形成了成型和完整的工藝流程。通過對采用不同工藝流程制備的含不同緩沖層濃度RSD管芯以及不含緩沖層RSD管芯的開通波形對比，得出了緩沖層濃度對不同制備工藝的影響，并進一步分析了其中的原因。采用場發(fā)射掃描電境(FSEM)對Al燒結工藝制備的樣品進行檢測，證明了采用Al燒結工藝實現(xiàn)透明陽極的可行性。通過實驗，對不同陰極版圖進行了有益的探索，改進后的版圖對于改善RSD預充及其