Разработка и исследование физических и математических моделей для создания высоковольтных тиристоров с защитой от разрушающего отказа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат наук Силкин, Денис Сергеевич

  • Силкин, Денис Сергеевич
  • кандидат науккандидат наук
  • 2018, Саранск
  • Специальность ВАК РФ05.27.01
  • Количество страниц 113
Силкин, Денис Сергеевич. Разработка и исследование физических и математических моделей для создания высоковольтных тиристоров с защитой от разрушающего отказа: дис. кандидат наук: 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах. Саранск. 2018. 113 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Силкин, Денис Сергеевич

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1 Анализ состояния проблемы и постановка задачи

1.1 Конструкция и особенности работы высоковольтного тиристора

1.2 Основные причины неконтролируемого включения тиристоров и способы защиты

1.3 Методы расчёта снабберных цепей

1.4 Методы реализации встроенной защиты от перенапряжения

1.5 Встроенная защита от dV/dt 21 Выводы к главе 1

Глава 2 Физико-топологическая модель тиристора

2.1 Конструкция элементарной ячейки квазитрехмерной модели

2.2 Конструкция элементарной ячейки трёхмерной модели

2.3 Профиль распределения легирующих примесей в структуре тиристора

2.4 Основные физические эффекты, учитываемые в модели

2.5 Моделирование пробоя тиристора 33 2.6. Моделирование эффекта dV/dt в тиристоре 34 Выводы к главе 2

Глава 3 Аналитическая модель влияния №-слоя в ^базе на напряжение

пробоя тиристорной структуры

3.1 Аналитическая модель влияния параметров №-слоя без учёта акцептороподобных дефектов на напряжение пробоя p+-n перехода

3.2 Аналитическая модель влияния параметров №-слоя с учётом акцептороподобных дефектов на напряжение пробоя p+-n перехода

3.3 Применение модели для расчётов в тиристоре

3.4 Разработка методики оценки параметров протонного облучения для реализации встроенной защиты тиристора от перенапряжения

3.4.1 Оценка положения и дозы доноров в №-слое

3.2.2 Оценка энергии и дозы протонов при облучении 57 3.5 Уменьшение влияния прямой фаски на прямую блокирующую

способность тиристора

Выводы к главе 3 64 Глава 4 Аналитическая модель влияния параметров катодных шунтов в

тиристоре на эффект dV/dt

Выводы к главе 4 73 Глава 5 Разработка методики определения номиналов элементов защитных RC-цепей с помощью одномерной кусочно-зарядовой модели

тиристора

5.1 Описание одномерной кусочно-зарядовой модели тиристора

5.2 Разработка методики выбора номиналов компонентов снаббера на примере схемы инвертора тока для печи индукционной плавки

5.2.1 Перенапряжения, возникающие вследствие разброса зарядов обратного восстановления

5.2.2 Перенапряжения, возникающие вследствие выброса напряжения

на паразитной индуктивности

5.2.3 Выбор компонентов снабберной цепи 91 5.2.4. Влияние снаббера на скорость нарастания тока при включении

тиристора

Выводы к главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованных источников

Приложения

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», 05.27.01 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование физических и математических моделей для создания высоковольтных тиристоров с защитой от разрушающего отказа»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Развитие науки и техники сегодня приводит к увеличению потребления электроэнергии, как на бытовом, так и на промышленном уровне. Растёт мощность промышленного оборудования, увеличивается количество электроэнергии, идущей по системам электропередачи. Для управления и преобразования этих мощностей используются тиристоры высокой мощности с рабочими напряжениями выше 5000 В и рабочими токами выше 1500 А.

В преобразователях, рассчитанных на работу при напряжениях в несколько десятков, а иногда и сотен тысяч вольт, используется последовательное соединение до нескольких десятков таких тиристоров. Такие преобразователи используются в электрифицированном транспорте (железнодорожном, водном, городском, автомобильном), военно-промышленном комплексе, металлургии, горнодобывающей промышленности, применяются в сетях высоковольтных линий передачи на постоянном токе (ИУОС).

Неконтролируемое включение одного из последовательно соединённых тиристоров может привести к выходу из строя всего преобразователя. Поэтому разработка эффективных средств защиты мощных силовых тиристоров от разрушения при неконтролируемом включении является одним из перспективных направлений развития в области проектирования компонентной базы силовой электроники.

Целью диссертационной работы является разработка аналитических и физико-топологических моделей неконтролируемого включения высоковольтных тиристоров, и создание на их основе методик проектирования высоковольтных тиристоров со встроенной защитой от разрушения при неконтролируемом включении, а также разработка методики определения номиналов защитных ЯС цепей в преобразователях при последовательном соединении тиристоров с разбросом по заряду обратного восстановления.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- выбрать схемотехническую модель тиристора, способную наиболее точно отразить процессы, происходящие при переключениях последовательно соединённых тиристоров в преобразовательных схемах;

- разработать методику определения номиналов элементов защитных ЯС цепей для последовательно соединённых высоковольтных тиристоров в преобразовательных схемах;

- разработать аналитическую модель влияния параметров К' слоя с повышенной концентрацией доноров в п-базе тиристора, получаемого с помощь протонного облучения, на напряжение включения;

- разработать физико-топологическую модель высоковольтного тиристора;

- разработать рекомендации по оптимальной глубине травления краевой фаски для минимизации её влияния на напряжение включения тиристорной структуры;

- с помощью разработанных моделей предложить методику расчёта параметров протонного облучения (энергии и дозы), необходимых для локального понижения напряжения включения на заданную величину, для реализации встроенной защиты высоковольтного тиристора от разрушения при перенапряжении;

- разработать аналитическую модель влияния положения и размеров цилиндрических шунтов в усилительных затворах тиристора на эффект ёУ/ё1

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана аналитическая модель, связывающая дозу примеси и положение К'-слоя в п-базе тиристора с напряжением пробоя.

2. Разработана методика расчёта дозы имплантации и положения К'-слоя для реализации встроенной защиты тиристора от разрушения из-за перенапряжения.

3. Разработана аналитическая модель влияния положения и размеров цилиндрических шунтов во вспомогательном тиристоре на эффект ёУ/ё1

4. Разработана методика определения номиналов ЯС-цепей для

последовательного соединения высоковольтных тиристоров с наихудшим

случаем разброса по заряду обратного восстановления с помощью физической одномерной модели тиристора.

Достоверность и обоснованность результатов

В основе выведенных аналитических соотношений и разработанных методик лежат базовые, основополагающие уравнения физики полупроводников и электротехники. В ходе вывода соотношений использовались общепризнанные и широко используемые методы. Основные предположения, сделанные при разработке методик, опираются на экспериментальные данные и согласуются с опубликованными экспериментальными данными других авторов. Достоверность результатов подтверждается также согласованием результатов аналитических расчётов, численного моделирования и экспериментальных данных.

Практическая значимость

1. Разработанная методика определения номиналов элементов защитных RC цепочек позволит повысить надёжность последовательно соединённых высоковольтных тиристоров в преобразовательных схемах.

2. Разработанная методика расчёта энергии и дозы протонного облучения позволит сократить затраты на эксперименты при подборе этих параметров для создания элементов встроенной защиты от перенапряжения в разных типах тиристоров.

3. Разработанная модель влияния положения и размеров шунтов на эффект dV/dt позволит сократить затраты на проектирование топологии тиристоров со встроенной защитой от разрушения из-за эффекта dV/dt.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика определения номиналов элементов RC-цепей для последовательного соединения мощных тиристоров с наихудшим случаем разброса по заряду обратного восстановления.

2. Аналитическая модель, описывающая зависимость напряжения пробоя тиристора от дозы имплантации и положения тонкого №-слоя с повышенным уровнем доноров в его базовой области.

3. Методика оценки дозы и энергии протонов для создания тиристоров со встроенной защитой от перенапряжения.

4. Аналитическая модель влияния положения и размеров цилиндрических шунтов во вспомогательном затворе высоковольтного тиристора на эффект ёУ/ё1

Апробация

Основные результаты работы были представлены на следующих международных и российских конференциях:

1. Международные конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения», Новосибирск, НГТУ, 2014 и 2016 года.

2. Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика», Москва, МИЭТ, 2016 год.

3. Международные научно-технические конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы физики», Саранск, МГПИ, 2013 и 2015 года.

4. Международная научно-практическая конференция «Энергосбережение, электромагнитная совместимость и качество в электрических системах», Пенза, Приволжский Дом Знаний, 2014.

5. Российско-белорусская научно-техническая конференция «Элементная база отечественной радиоэлектроники: импортозамещение и применение», Нижний Новгород, НГУ им. Лобачевского, 2015.

6. Всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов, аспирантов «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов», Тольятти, ТГУ, 2014.

7. Внутривузовские научные конференции «Огарёвские чтения», Саранск, МГУ им. Огарёва, 2012 и 2015 года.

Работы по теме диссертации проводились инициативно и по договору №13.025.31.0030 в рамках реализации Постановления Правительства РФ от 9.04.2010 г. №218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства» при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ.

7

Отдельные результаты, полученные в ходе диссертационного исследования, используются при проектировании высоковольтных тиристоров со встроенной защитой от перенапряжения на ПАО «Электровыпрямитель», что подтверждено актом о внедрении, копия которого приложена к данной диссертации (см. Приложение 1).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 13 статей, в том числе 4 - в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти основных глав с выводами и заключения. Общий объем работы содержит 112 страниц машинописного текста, включая 4 таблицы, 46 рисунков и списка литературы из 103 наименований.

Личный вклад автора

Личный вклад автора состоял в разработке аналитических моделей, проведении численного моделирования, анализе и обобщении результатов, разработке методик.

Глава 1 Анализ состояния проблемы и постановка задачи

1.1 Конструкция и особенности работы высоковольтного тиристора

Первые тиристоры появились приблизительно в середине двадцатого века [1-2]. На рис. 1 показана структура тиристора в упрощенном изображении. Прибор состоит из четырех слоев, формирующих три р-п-перехода [3-4]. Анодная область, легированная примесью р-типа, расположена в основании, следом идёт п-база, p-база, и, наконец, область катода, легированная примесью п-типа проводимости.

Эти три p-n-перехода, которые сформированы четырьмя разнотипно легированными слоями, обозначены как J1, 12, и J3 на рис. 1. Если к прибору приложено прямое напряжение, переходы J1 и J3 смещены в прямом направлении, а переход J2 смещен в обратном направлении до тех пор, пока прибор находится в закрытом состоянии. Таким образом, область пространственного заряда с высоким электрическим полем будет распространяться вокруг J2 (Рис. 1о). Она глубоко проникает в слабо легированный п- -слой.

Рисунок 1.1 - Тиристор: (а) структура, (Ь) форма электрического поля в закрытом состоянии при подаче прямого напряжения и (с) форма электрического поля в закрытом состоянии при подаче обратного напряжения

Если к тиристору приложено обратное напряжение, переход J2 смещен прямо; Ji и J3 смещены в обратном направлении. Из-за высокого легирования с обеих сторон перехода J3 его напряжение лавинного пробоя обычно относительно низко (~ 20 V). Основную часть приложенного напряжения принимает переход Ji5 форма электрического поля показана на рис. 1c. Так как электрическое поле распространяется в один и тот же слабо легированный п--слой и так как р-области прибора обычно изготовляются одновременно, единой диффузией с обеих сторон, запирающая способность тиристора слабо различается для прямого и обратного напряжений.

Тиристор может быть переведён из закрытого состояния в открытое путём подачи импульса тока на управляющий электрод (G на рис. 1), пока к тиристору приложено прямое напряжение. Также существуют конструкции тиристоров, в которых вместо импульса тока используется свет (фототиристоры). В фототиристорах управляющий ток генерируется непосредственно в структуре прибора, под действием внешнего освещения.

Следует учитывать, что при подаче управляющего импульса в режим проводимости переходит лишь область катода, непосредственно примыкающая к затвору. Эта область называется областью начального включения (initially triggered region [5]). Распространение включенного состояния в области катода происходит не мгновенно [6-11] - скорость этого процесса может составлять порядка 20 мкм/мкс для высоковольтных приборов [5]. Момент включения наиболее опасен для тиристорной структуры. Большой внешний ток, проходя через маленькую площадь начального включения, создаёт высокую плотность тока, способную привести к разрушению тиристорной структуры.

При разработке высоковольтных тиристоров, рассчитанных на пропускание тока с силой более 100 А, для увеличения площади области начального включения используют разветвлённые управляющие электроды (рис. 1.2).

Рисунок 1.2 - Управляющие электроды мощных тиристоров (рисунок взят

из [12])

Такая форма управляющего электрода позволяет существенно повысить допустимую скорость нарастания тока, что особенно важно в импульсных применениях. Однако, для нормальной работы управляющему электроду с такой площадью требуется более высокий управляющий ток. Для уменьшения тока управления в области между управляющим электродом и катодом создаётся одна или несколько структур усилительных затворов (amplifying gate) (рис. 1.3).

Рисунок 1.3 - Структура тиристора с усилительным затвором (рисунок взят

из [5])

В таких структурах ток управляющего электрода сначала включает область под усилительным затвором [13]. Тогда к управляющему току добавляется ток катода усилительного затвора (К' на рис. 1.3). При необходимости может быть создано несколько усилительных затворов. Такие структуры позволяют существенно усилить управляющий ток, что, в свою очередь, делает возможным

применение разветвлённых управляющих электродов без увеличения силы тока управляющего импульса.

Следует учитывать, что чрезмерное увеличение управляющего тока может привести к перегреву структуры. Чтобы этого избежать, ток в области усилительных затворов ограничивают с помощью встроенных резисторов [5]. Чередование усилительных затворов и встроенных резисторов позволяет регулировать рост управляющего тока, обеспечивая одновременно высокую скорость включения и не допуская перегрева структуры.

1.2 Основные причины неконтролируемого включения тиристоров и способы защиты

Помимо основного режима включения, когда тиристорная структура переходит в проводящее состояние под действием управляющего импульса, существуют и другие механизмы, которые могут привести к неуправляемому включению тиристора [5]. К ним относятся:

1) Приложение к запертой тиристорной структуре прямого напряжения выше напряжения пробоя обратносмещенного перехода р-база-п-база. Ток пробоя в этом случае играет роль управляющего тока.

2) Эффект ёУ/ё [14-17]. Обратносмещенный р-п переход тиристора обладает барьерной ёмкостью. При изменении напряжения на тиристоре, через р-п переход течёт ток смещения, пропорциональный скорости изменения напряжения ёУ/ё1 Если ёУ/& будет чрезмерно высока, то ток смещения может достигнуть значения, достаточного, чтобы включить тиристорную структуру.

Неуправляемое включение тиристора опасно и может привести к разрушению структуры. Это связано с тем, что при неуправляемом включении невозможно контролировать площадь области начального включения. В худшем случае может произойти шнурование тока и локальное проплавление тиристорной структуры.

Для борьбы с этим явлением используется два типа защиты: внешняя и внутренняя (встроенная). Внешняя защита осуществляется с помощью подключения к тиристору дополнительных защитных цепей (снабберов), которые позволяют уменьшить перенапряжение на тиристоре [18]. Встроенная защита реализуется на этапе создания тиристора путём добавления в тиристорную структуру и топологию дополнительных элементов, позволяющих контролировать область начального включения [19-23].

1.3 Методы расчёта снабберных цепей

Наиболее простым и распространённым вариантом защиты тиристора от перенапряжения является параллельно подключенная цепь, состоящая из резистора и конденсатора (ЯС-снаббер). ЯС-снаббер позволяет эффективно защищать тиристоры, в том числе и в последовательном соединении, от перенапряжений, возникающих при коммутации. Но для эффективной работы ЯС-снаббера, особенно в высоковольтных применениях, необходимо правильно рассчитать номиналы его элементов.

Первые методики расчёта оптимальных значений номиналов элементов ЯС-снаббера для защиты от коммутационных перенапряжений в тиристоре появились ещё в 70-х годах 20 века [24-25]. Сложность физических процессов, протекающих при выключении тиристора [26-27] не позволяет вывести какое-либо единое уравнение, позволяющее быстро оценить сопротивление и ёмкость снаббера для любого тиристора в любой схеме применения. Поэтому с самого начала разработки таких методик шли по двум основным направлениям:

1) Разработка математических моделей, описывающих коммутационный

процесс в тиристоре с подключенным к нему ЯС-снаббером [24][26]. Такие

модели позволяют численными методами рассчитывать коммутационные

процессы для разных значений сопротивления и ёмкости. По полученным

результатам можно построить кривые, связывающие перенапряжение с

номиналами элементов снаббера. На основе этих кривых и рассчитываются

13

искомые номиналы. Методики, построенные на этом принципе, включают в себя погрешности используемых математических моделей.

2) Использование эмпирических данных для определения оптимальных номиналов ЯС-снаббера. Некоторые компании-производители силовых полупроводниковых приборов, опираясь на большой опыт разработки защитных цепей для своих изделий, приводят эмпирические соотношения [28] или же на основе эмпирических данных строят кривые, связывающие перенапряжение с сопротивлением и ёмкостью [29]. Такой подход позволяет избежать погрешности, связанной с неточностями математических моделей, но не позволяет учесть особенностей работы тиристоров в конкретных схемах применения.

Приведём краткое описание известных методик.

В [24] анализируется эквивалентная схема замещения силового преобразователя (рис. 1.4., слева), в которой происходит идеализированный переходной процесс обратного восстановления (рис. 1.4, справа). Обозначения на рисунках: Е - коммутируемое напряжение, е - напряжение на тиристоре, 1 - ток снаббера, I - пиковый ток обратного восстановления, Я и С - сопротивление и емкость снаббера, Ь - эквивалентная индуктивность преобразователя.

Рисунок 1.4 - Эквивалентная схема преобразователя (слева) и идеализированный переходной процесс в тиристоре (справа) (рисунок взят из

[24])

Схема (рис. 1.4) рассчитывается операторным методом для разных случаев: случая периодических колебаний, случая апериодических колебаний, случая колебаний без затухания, случай резонанса. По полученным в результате аналитическим соотношениям строятся графики, из которых вычисляются номиналы элементов снаббера. При этом необходимо знать последовательную индуктивность Ь и пиковый ток обратного восстановления. Для каждого предельного значения допустимого перенапряжения может быть выбрано несколько пар значений емкость/сопротивление. При вычислениях автор полагал, что ток обратного восстановления, достигнув пика, спадает до нуля мгновенно, поэтому время обратного восстановления тиристора в методике никак не учтено.

В [26] описана подобная методика определении номиналов снабберов. Авторами рассматривается эквивалентная схема замещения преобразователя, приведённая на рис. 1.5. На рисунке источник напряжения ик моделирует внешнее коммутируемое напряжение, источник тока ИТ задаёт ток обратного восстановления тиристора, резистор Я и конденсатор С представляют ЯС снаббер, катушка Ь - индуктивность преобразователя. Ключи 81-84 задают режимы работы схемы. Уменьшение тока обратного восстановления задаётся в виде: 1 = 1п.ехр(4/т), где 1п- - пиковый ток обратного восстановления, а т - время обратного восстановления.

Рисунок 1.5 - Эквивалентная схема преобразователя (рисунок взят из [26])

Работа эквивалентной схемы (рис. 1.5) анализировалась авторами для случаев периодического и апериодического переходных процессов. По

ИТ

1

В

полученным в результате выражениям построены графики зависимости напряжения на тиристоре от номиналов элементов снаббера

Задавшись значениями Uk, Irr, т, допустимым отношением напряжения на тиристоре к коммутирующему напряжению Um/Uk и определив тип процесса (периодический или апериодический), по графикам можно определить параметры элементов снаббера.

В [29] приведена методика, представленная компанией ABB для своих тиристоров. Авторы обобщили экспериментальные результаты измерений коммутационных процессов различных тиристоров в широком диапазоне максимально допустимых обратных напряжений VRRM и свели в графики, связывающие перенапряжение с зарядом обратного восстановления, последовательной индуктивностью и номиналами элементов снаббера.

Компанией «Протон-Электротекс» для оценки номиналов элементов снаббера были предложены следующие эмпирические соотношения [28]:

где Ргг - заряд обратного восстановления при известной скорости спада тока, Укъм - максимально допустимое обратное напряжение, Ь - эквивалентная индуктивность преобразователя, Я и С - сопротивление и емкость снаббера.

Во всех приведённых выше методиках рассматривается вопрос об определении номиналов элементов снаббера для одиночного тиристора. В них не учитываются эффекты, возникающие при последовательном соединении тиристоров.

Речь идёт, в первую очередь, о разбросе зарядов обратного восстановления тиристоров в последовательном соединении и его влиянии на перенапряжение. Подробно этот эффект описан в [26]. Такой разброс может составлять от 5% и выше при условии, что приборы подбирались по заряду обратного восстановления. При этом нельзя сказать точно, насколько различаются заряды

обратного восстановления в каждом тиристоре. Поэтому имеет смысл, зная диапазон возможного разброса, рассматривать наихудший случай, когда перенапряжение, обусловленное разбросом заряда обратного восстановления, будет максимально.

Описанные выше методики [24][26][28][29] не учитывают перенапряжение, связанное с разбросом зарядов обратного восстановления. В [26] приводятся соотношения, позволяющие подобрать значение емкости снабберного конденсатора для уменьшения такого перенапряжения. Однако полученные в ходе данной работы результаты схемотехнического моделирования цепочек тиристоров [30] показывают, что при запирании тиристора, перенапряжение, обусловленное индуктивной нагрузкой, и перенапряжение, обусловленное разбросом зарядов обратного восстановления, накладываются. Поэтому при выборе номиналов элементов снаббера необходимо построить модель, учитывающую оба вида перенапряжений.

Одной из задач данной работы является разработка методики, в которой были бы учтены оба вида перенапряжений, возникающих в последовательном соединении тиристоров, и которая позволила бы рассчитать номиналы элементов ЯС-снабберов для тиристоров в последовательном соединении с заданным разбросом зарядов обратного восстановления в наихудшем случае.

1.4 Методы реализации встроенной защиты от перенапряжения

Создание встроенной защиты от перенапряжения предполагает введение в структуру прибора дополнительных элементов, которые обеспечат нормальный режим включения в тех случаях, когда переход в открытое состояние происходит из-за перенапряжений на тиристоре. Фактически, для обеспечения нормального режима включения необходимо, чтобы пробой всегда начинался в центральной части тиристора, в районе управляющего электрода [31]. Для этого в управляющей части тиристора формируется область с пониженным напряжением пробоя. Существуют разные методы для формирования такой области.

17

В [32-34] изложен способ реализации встроенной защиты путём вытравливания «колодца» («well»), который проходит через большую часть p-базы тиристора, как показано на рис. 1.6.

Рисунок 1.6 - Структура тиристора с «колодцем» (рисунок взят из [32])

Согласно авторам, в такой структуре область пространственного заряда не может распространяться в область «колодца», поэтому она распространяется по его боковым стенкам. На рис. 1.6 область пространственного заряда отмечена пунктиром. Заштрихованная область показывает, как должна была

распространяться область пространственного заряда. Заштрихованная область рн показывает, как будет распространяться область пространственного заряда после создания «колодца». Заряды рн и должны быть равны. Концентрация примеси в р-базе растёт по мере приближения к поверхности, поэтому область пространственного заряда не может глубоко проникнуть в р-базу по боковым стенам «колодца», что приводит к росту напряженности поля. Из-за большей напряжённости поля пробой в области под «колодцем» наступает раньше, чем в остальной структуре. Такой способ создания встроенной защиты от перенапряжения требует высокой точности при травлении «колодца». Из результатов, представленных в [34] следует, что напряжение пробоя структуры сильно зависит от глубины травления «колодца». В случае, если оптимальная глубина травления будет превышена, характеристики тиристора сильно пострадают.

Другой способ реализации встроенной защиты от перенапряжения изложен в [35]. Уменьшение напряжения пробоя достигается за счёт создания в центральной части структуры области с искривлённым р-п переходом [26-37], как это показано на рис. 1.7.

inteerated resistor

Рисунок 1.7 - Центральная часть и часть основного катода тиристора, в котором встроенная защита от перенапряжения реализована путём создания искривлённого р-п перехода (рисунок взят из [37])

На рис. 1.8 область искривлённого р-п перехода показана более подробно. Согласно авторам, искривление приводит к тому, что максимальная напряженность всегда наблюдается в центральной части р-п перехода. Напряжение пробоя при этом определяется соотношением диаметров и на рис. 1.8, а также концентрацией и глубиной залегания р-базы [36].

Рисунок 1.8 - Структура искривлённого р-п перехода (рисунок взят из [36])

19

Создание такой структуры требует использования технологии маскированной диффузии алюминия. Алюминий не может быть маскирован окислом кремния. В [36] было использовано вакуумное нанесение алюминия с глубиной последующей диффузии около 7 мкм. Далее с помощью фотолитографии проводилось маскированное травление диффузионного слоя. Подробно эта технология изложена в [38].

Ещё один метод реализации встроенной защиты от перенапряжения представлен в [39]. Этот метод предполагает создание в слаболегированной n-базе тиристора дополнительного N'-слоя с повышенной концентрацией доноров с помощью протонного облучения. Такой N'-слой приводит к уменьшению напряжения пробоя в облученной области.

Похожие диссертационные работы по специальности «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», 05.27.01 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Силкин, Денис Сергеевич, 2018 год

Список использованных источников

1. Ebers, J.J. Four-Terminal p-n-p-n transistors / J.J. Ebers // Proceedings of the IRE. - 1952. - Vol. 44., Issue 11. - P. 1361-1364.

2. Moll, J.L. p-n-p-n Transistor Switches / J.L. Moll, M. Tanenbaum, J.M. Goldey, N. Holonyak // Proceedings of the IRE. - 1956. - Vol.44, Issue 9. - P. 1174-1182.

3. Тугов, Н.М. Полупроводниковые приборы: учебник для вузов / Н.М. Тугов, Б.А. Глебов, Н.А. Чарыков; под ред. В.А. Лабунцова. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

4. Гуртов, В. А. Твердотельная электроника: учеб. пособие / В. А. Гуртов. - Москва, 2005. - 492 с.

5. Semiconductor Power Devices, Physics, Characteristics, Reliability / J. Lutz, H. Schlangenotto, U. Scheuermann, R.D. Doncker. - Heidelberg : Springer, 2011. - 538 р.

6. Dodson, W.H. Probed Determination of Turn-On Spread of Large Area Thyristors / W.H. Dodson, R.L. Longini // IEEE Transactions on Electron Devices. -1966. - Vol. ED-13. - P. 478-484.

7. Молибог, Н.П. Неодномерные процессы в p-n-p-n структуре при включении током управления / Н.П. Молибог, А.Н. Невзоров, В.А. Злобин и др. // Радиотехника и электроника. - 1973. - Т. 18, № 13. - С. 605-616.

8. Дерменжи, П. Г. О процессах, протекающих в невключенной области p-n-p-n структуры большой площади в период нарастания анодного тока / П.Г. Дерменжи, Ю.А. Евсеев // Физика и техника полупроводников. - 1969. - Т. 3., Вып. 10. - С. 1452-1457.

9. Грехов, И.В. Простая модель распространения включенного состояния вдоль p-n-p-n структуры / И.В. Грехов, Н.Е. Левинштейн, А.И. Уваров // Физика и техника полупроводников. - 1971. - Т.5, № 6. - С. 1111-1115.

10. Matsutawa, T. Spreading velocity of the on-state in high speed thyristors / T. Matsutawa // IEEE Trans. Japan - 1973. - Vol. 93-C. - P. 65-68.

11. Ruhl, H.J. Spreading Velocity of the Active Area Boundary in Thyristor / H.J. Ruhl // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1970. - Vol. ED-17. - P. 672680.

12. Baliga, B.J. Fundamentals of Power Semiconductor Devices / B.J. Baliga.

- New York: Springer, 2008. - 1069 p.

13. Gentry, F.E. The Amplifying Gate Thyristor / F.E. Gentry, J. Moyson // IEEE International Electron Devices Meeting. - 1968. - Vol. 14. - P. 110.

14. Jonscher, A.K. Notes on Theory of Four-Layer Semiconductor Switches / A.K. Jonscher // Solid State Electronics. - 1961 - Vol. 2. - P. 143-148.

15. Кузьмин, В.А. Теория эффекта dU/dt в тиристорах / В.А. Кузьмин // В сб.: Физика электронно-дырочных переходов и полупроводниковых приборов. -Л.: Наука, 1969. - C. 106-112.

16. Somos, I. Switching Characteristic of Silicon Power-Controlled Rectifiers II - Turn-Off Action and dV/dt Self Switching / I. Somos // IEEE Transaction on Communication and Electronics. - 1964. - Vol. 83, Issue 75. - P. 861-871.

17. Raderecht, P.S. A review of the "shorted emitter" principle as applied to p-n-p-n silicon controlled rectifiers / P.S. Rederecht // International Journal of Electronics.

- 1971. - Vol. 31, № 6. - P. 541-564.

18. Магетто, Г. Тиристор в электротехнике. Пер. с франц. / Г. Магетто. -М.: Энергия, 1977. - 184 с.

19. Niedernostheide, F.-J. Self-protection functions in direct light-triggered high-power thyristors / F.-J. Niedernostheide, H.-J. Schulze, U. Kellner-Werdehausen // Microelectronics Journal. - 2001. - Vol. 32, № 5-6. - P. 457-462.

20. Voss, P. A thyristor protected against di/dt failure at breakdown turn-on / P. Voss // Solid-State Electron. - 1974. - Vol. 17. - P. 655-661.

21. Ohashi, H. Design consideration for high-power, overvoltage self-protected thyristor / H. Ohashi, J. Yoshida, Y. Yamaguchi, J. Akagi // Proceedings of the IPEC-Tokyo. - 1983. - P. 550-558.

22. Temple, V.A.K. Controlled turn-on thyristors / V.A.K. Temple // IEEE Transaction Electron Devices. - 1983. - Vol. ED-30. - P. 816-824.

103

23. Przybysz, J. X. Laser trimming of thyristor to add an overvoltage self-protected turn-on feature / J.X. Przybysz // Proceedings of the IEEE PESC. - 1985. - P. 463-468.

24. McMurray, W. Optimum snubbers for power semiconductors / W. McMurray // IEEE IAS transactions. - 1972. - Vol. IA-8, No. 5. - P. 593-600.

25. Daly, K.C. Mcmurray's Thyristor/Diode Snubber Revisited / K.C. Daly // Proceedings of the IECON '88. - 1988. - Vol. 3. - P. 652-655.

26. Диоды и тиристоры в преобразовательных установках / М. И. Абрамович, В. М. Бабайлов, В. Е. Либер и др. - М.: Энергоатомиздат, 1992. -432 с.

27. Лабунцов, В. А. Динамические режимы эксплуатации мощных тиристоров / Лабунцов В.А., Тугов Н.М. - М.: Энергия, 1977. - 192 с.

28. Общий подход к расчету снабберных RC-цепей [Электронный ресурс] // ЗАО «Протон-Электротекс». URL: http://www.proton-electrotex.com/ru/articles/3 (дата обращения: 02.09.2016).

29. Waldmeyer, J. Design of RC snubbers for phase control application. [Электронный ресурс] / J. Waldmeyer, B. Backlund // Application Note 5SYA 202002. 2008. URL: https://library.e.abb.com (дата обращения 02.09.2016).

30. Силкин, Д.С. Применение кусочно-зарядовой модели для моделирования коммутационных процессов в тиристорах в инверторе тока / Д.С. Силкин, В.П. Падеров // Труды XII Международной конф.: Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2014). - 2014. - Т. 7. - С.261-264.

31. Schulze, H.J. Thyristor with Integrated Forward Recovery Protection / H.J. Schulze F.J. Niedernostheide, U. Kellner-Werdehausen // Proceedings of the ISPSD. -2001. - P. 199-202.

32. Shimizu, Y. A High-Voltage Light-Activated Thyristor with a Novel OverVoltage Self-Protection Structure / Y. Shimizu, R. Iyotani, N. Konishi, T.Yatsuo // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1989. - Vol. 36., № 5. - P. 1001-1004.

33. Shimizu, Y. A new concept, overvoltage self-protected thyristor / Y. Shimizu, S. Murakami, M. Takata, H. Honma // Proceedings of the ISPSD. - 1992. -P. 104-109.

34. Shimizu, Y. An Overvoltage Self-Protected Thyristor with a Structure to Predict Breakover Voltage / Y. Shimizu, H. Kozaka, S. Murakami, M. Takata // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1996. - Vol. 43, № 6. - P. 1000-1006.

35. Niedernostheide, F.-J. Self-Protected High-Power Thyristors / F.-J. Niedernostheide, H.-J. Schulze, U. Kellner-Werdehausen // Proc. PCIM'2001, Power Conversion. - 2001. - P. 51-56.

36. Schulze, H.-J. Light Triggered 8 kV Thyristors with a New Type of Integrated Breakover Diode / H.-J. Schulze, M. Ruff, B. Baur, F. Pfirsch, H. Kabza, U. Kellner // Power Semiconductor Devices and ICs, 1996. ISPSD '96 Proceedings., 8th International Symposium on. - 1996. - P. 197-200.

37. Schulze, H.-J. High-voltage Thyristors for HVDC and Other Applications: Light-triggering Combined with Self-protection Functions [Электронный ресурс] / H.-J. Schulze, F.-J. Niedernostheide, U. Kellner-Werdehausen, J. Przybilla, M. Uder // Url: http://www.infineon.com (дата обращения: 11.10.2016)

38. Schulze H.-J. Realization of a high-voltage planar junction termination for power devices / H.-J. Schulze, R. Kuhnert // Solid-State Electronics. - Vol. 32, No. 2 -1989. - P. 175-176.

39. Пат. 2410795 Рос. Федерация. Силовой полупроводниковый прибор с регулируемым напряжением переключения / В. В. Чибиркин, П. Г. Дерменжи, В. И. Кавтун, А. М. Сурма : № 2009128410/28; заявл. 22.07.2009; опубл. 27.07.09, Бюл. № 3. 11 c.

40. Gorelkinskii, Yu. V. EPR of conduction electrons produced in silicon by hydrogen ion implantation / Yu. V. Gorelkinskii, V. O. Sigle, Zh. S. Takibaev. // Physica Status Solidi. - 1974. - Vol. 22, № 1. - P. K55-57.

41. Покотило, Ю.М. Водородсодержащие доноры в кремнии — центры с отрицательной эффективной корреляционной энергией / Ю.М. Покотило,

А.Н. Петух, В.В. Литвинов, В.Г. Цвырко. // Физика и техника полупроводников. -2005. - Т.39, Вып. 7. - С. 802-805.

42. Грехов, И. В. Формирование профилей распределения мелких доноров при протонном облучении кремния / И.В. Грехов, Л.С. Костина, В.Н. Ломасов, Ш.А. Юсупова, Е.И. Белякова // Письма в ЖТФ. - 2014. - Т. 40, Вып. 23 - С. 6773.

43. Wondrak, W. Radiation defect distribution in proton-irradiated silicon / W. Wondrak, K. Bethge, D. Silber // J. Appl. Phys. 1987. - V. 62, №8. - P. 3464-3466.

44. Klug, N. N-type doping of silicon by proton implantation / N. Klug, J. Lutz, J. B. Meijer. // Power Electronics and Applications (EPE 2011), Proceedings of the 14th European Conference. - 2011. - P. 1-7.

45. Пат. 2279735 Рос. Федерация. Полупроводниковый прибор с самозащитой от перенапряжения / П. Г. Дерменжи, Ю. М. Локтаев, А.В Ставцев, А. А. Черников : № 2004138641/28 ; заявл. 28.12.2004 ; опубл. 27.01.2007, Бюл. № 20073.

46. Пат. 2279735 Рос. Федерация. Тиристор / А.В. Конюхов, И.М. Веселова, Р.П. Недошивин и др. : № 2014149270/28 ; заявл. 08.12.2014 ; опубл. 20.07.2016, Бюл. № 20.

47. Локтаев, Ю.М. Новые высоковольтные мощные тиристоры со встроенными в полупроводниковую структуру элементами защиты в аварийных режимах: защита от перенапряжения / Ю.М. Локтаев, А.М. Сурма, А. А. Черников // Силовая электроника. - 2012. - №3. - С. 20-23.

48. Губарев, В. Технология протонного облучения и возможности её применения для улучшения характеристик силовых диодов и тиристоров / В. Губарев, А. Семенов, А.М. Сурма, В. Столбунов. // Силовая электроника. - 2011. - №33. - С. 108-111.

49. Schulze, H.-J. Influence of Irradiation-Induced Defects on the Electrical

Performance of Power Devices / H.-J. Schulze, F.-J. Niedernostheide, M. Schmitt, U.

Kellner-Werdehausen, G. Wachutka // High purity silicon VII : proceedings of the

international symposium. - 2002. - P. 320-335.

106

50. Przybilla, J. Applications for direct light triggered thyristors with integrated protection functions / j. Przybilla, R. Keller, U. Kellner et al. // Proceedings of the Power System Technology. - 2002. - P. 1029-1034.

51. Козловский, В.В. Модифицирование полупроводников пучками протонов / В.В. Козловский. - СПб. : Наука, 2003. - 268 с.

52. Горячкин Ю.В. Разработка моделей трёхмерных элементарных ячеек мощного импульсного тиристора ТИ183-2000 в Synopsys TCAD [Электронный ресурс] // Электроника и информационные технологии. - 2012. - Вып. 1(12). Url: http: //fetmag. mrsu.ru (дата обращения: 10.05.2016).

53. Masetti, G. Modeling of Carrier Mobility Against Carrier Concentration in Arsenic-, Phosphorus-, and Boron-Doped Silicon / G. Masetti, M. Severi, S. Solmi // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1983. - Vol. ED-30, № 7. - P. 764-769.

54. Canali, C. Electron and Hole Drift Velocity Measurements in Silicon and Their Empirical Relation to Electric Field and Temperature / C. Canali, G. Majni, R. Minder, G. Ottaviani // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1975. - Vol. ED-22, № 11. - P. 1045-1047.

55. Roulston, D. Modeling and Measurement of Minority-Carrier Lifetime versus Doping in Diffused Layers of n+-p Silicon Diodes / D. J. Roulston, N. D. Arora, S. G. Chamberlain // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1982. - Vol. ED-29, №. 2. - P. 284-291.

56. Fossum, J. G. Computer-Aided Numerical Analysis of Silicon Solar Cells / Fossum J. G. // Solid-State Electronics. - 1976. - Vol. 19, № 4. - P. 269-277.

57. Fossum, J. G. A Physical Model for the Dependence of Carrier Lifetime on Doping Density in Nondegenerate Silicon / J. G. Fossum, D. S. Lee // Solid-State Electronics. - 1982. - Vol. 25, № 8. - P. 741-747.

58. Fossum, J. G. Carrier Recombination and Lifetime in Highly Doped Silicon / J. G. Fossum, R. P. Mertens, D. S. Lee, J. F. Nijs // Solid-State Electronics. - 1983. -Vol. 26, № 6. - P. 569-576.

59. Chynoweth, A.G. Ionization rates for electrons and holes in silicon / A.G. Chynoweth // Phys. Rev. - 1958. - Vol. 109. - P. 1537-1540.

107

60. Блихер, А. Физика тиристоров : Пер. с англ. / А. Блихер. -Л. : Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. - 264 с.

61. Зи, С. Физика полупроводниковых приборов : Пер. с англ., в 2 т. / С. Зи. - 2-е изд., перераб и доп. - М.: Мир, 1984. - 1 т.

62. Падеров, В.П. Влияние тонкого слоя с повышенной концентрацией примеси на напряжение пробоя p-n перехода / В.П. Падеров, Д.С. Силкин // Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. - Выпуск 2-3 (236237). - С. 82-88.

63. Грехов И.В. Лавинный пробой p-n-перехода в полупроводниках / И.В. Грехов, Ю.Н. Сережкин - Ленинград: Энергия, 1980. - 152 с.

64. Shields, J. Breakdown in Silicon pn-Junctions / J. Shields // Journ. Electron. Control. - 1959. - Vol. 6. - P. 132-148.

65. Ohmura, Y. Electrical properties of n-type Si layers doped with proton bombardment induced shallow donors / Y. Ohmura, Y. Zohta, M. Kanazawa // Solid State Communications. - 1972. - Vol. 11, №1. - P. 263-266.

66. Силкин, Д.С. Моделирование влияния протонного облучения на напряжение пробоя резкого асимметричного p-n перехода / Д.С. Силкин, В.П. Падеров, Ю.В. Горячкин // Фундаментальные и прикладные проблемы физики : сборник научных трудов по материалам IX Международной научно-технической конференции. - 2015. - С. 173-178.

67. Падеров, В.П. Расчет и моделирование напряжения пробоя высоковольтного фототиристора со встроенной защитой от перенапряжения, полученной с помощью протонного облучения / В.П. Падеров, Д.С. Силкин // Элементная база отечественной радиоэлектроники: импортозамещение и применение, труды 2 Российско-Белорусской научно-технической конференции им. О.В. Лосева; ННГУ им. Лобачевского. - Нижний Новгород, 2015. - С.38-41.

68. Herlet, A. The Maximum Blocking Capability of Silicon Thyristors / A. Herlet // Solid-State Electronics. - 1965. - Vol. 8. - P. 655-671.

69. Van Overstraeten, R. Measurement of the Ionization Rates in Diffused Silicon p-n junctions / R. Van Overstraeten, H. De Man // Solid-St. Electron. - 1970. -Vol. 13, №5. - P. 583-608.

70. Падеров, В.П. Влияние протонного облучения на напряжение пробоя высоковольтного p-n перехода / В.П. Падеров, Д.С. Силкин, Ю.В. Горячкин, А.А. Хапугин, А.В. Гришанин // Радиотехника и электроника. - 2017. - Т. 62, №6. -С. 596-600.

71. Агаларзаде, П.С. Основы конструирования и технологии обработки поверхности p-n-перехода. / П.С. Агаларзаде, А.И. Петрин, С.О. Изидинов. - М.: Советское радио, 1978. - 224 с.

72. Otsuka, M. A. A New Edge Contour for Si High Voltage Thyristors / M. Otsuka // IEEE Conf. Publ. - 1969. - Vol. 53. - P. 32-38.

73. Adler, M.S. A simple etch contour for near-ideal breakdown voltage in plane and planar p-n junctions / M.S. Adler V.A.K Temple // International Electron Device Meeting. - 1975.

74. Пат. 2449415 Рос. Федерация. Способ изготовления высоковольтного силового полупроводникового прибора / П. Г. Дерменжи, Ю. М. Локтаев, Я. Д. Нисневич, А. М. Сурма, А. А. Черников : № 2010143307/28 ; заявл. 25.10.2010 ; опубл. 27.04.2012, Бюл. № 12. 10 с.

75. Adler, M.S. General Method for Predicting the Avalanche Breakdown Voltage of Negative Bevelled Devices / M.S. Adler V.A.K Temple // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1976. - Vol. 23, Issue 8. - P. 956-960.

76. Cornu, J. Double Positive Beveling: A Better Adge Contour for High Voltage Devices / J. Cornu, S. Schweizer, O. Kuhn // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1974. - Vol. 21, Issue 3. - P. 181-184.

77. Герлах, В. Тиристоры / В. Герлах : М.: Энергоатомиздат, 1985. - 328 с.

78. Davies, R.L. Control of Electric Field at the Surface of p-n Junctions / R.L. Davies, F.E. Gentry. // IEEE Transactions on Electron Devices. - 1964. -Vol. 11, Issue 7. - P. 313-323.

79. Cornu, J. Electric fields at and near the surface of beveled p-n junctions in high voltage devices / J. Cornu // Electronic Letters. - 1972. - Vol. 8, Issue 7. - P. 169170.

80. Cornu, J. Field Distribution Near the Surface of Beveled p-n Junctions in High Voltage Devices. - IEEE Transactions on Electron Devices. - 1973. - Vol. 20, Issue 4. - P. 347-352.

81. Силкин, Д.С. Методика проектирования шунтов в мощных фототиристорах со встроенной защитой от эффекта dV/dt / Д.С. Силкин, В.П. Падеров // Труды XIII Международной конф.: Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2016). - 2016. - Т. 2. - С. 123-126.

82. Силкин, Д.С. Аналитический расчёт влияния параметров шунтов на эффект dV/dt в мощных фототиристорах / Д.С. Силкин, В.П. Падеров // Известия вузов. Электроника. - 2017. - Т. 22, №1. - С. 35-40.

83. Courtay, A. MAST Power Diode and Thyristor Models Including Automatic Parameter Extraction / A. Courtay // SABER User Group Meeting. - 1995. -P. 1-10.

84. Капитонов, С. С. Разработка методики подбора силовых полупроводниковых приборов по комплексу параметров для формирования групповых последовательных цепей устройств силовой электроники : дис. ... канд. тех. наук : 05.09.12 / Капитонов Сергей Сергеевич. - Саратов, 2013. - 203 с.

85. Lou, L. An Improved Compact Model of Silicon-Controlled Rectifier (SCR) for Electrostatic Discharge (ESD) Applications / L. Lou, J.J. Liou // IEEE Transaction on Electron Devices. - 2008. - Vol. 55, Issue. 12. - 3517-3524.

86. Gracia, F.J. A nonideal macromodel of thyristor for transient analysis in power electronic systems / F. J. Gracia, F. Arizti, F.J. Aranceta // IEEE Transation on Industrial Electronics. - 1990. - Vol. 37, №6. - P. 514-520.

87. Sayah, G.T. A SPICE model of a thyristor with high injection effects and conductivity modulation / G.T. Sayah, A.H.A. Zekry, H.F. Ragaie, F.A. Soliman // Proceedings of ICM 2003. - 2003. - P.344-347.

88. Hu, C. Toward a Practical Computer-Aid for Thyristor Circuit Design / C. Hu, W.F. Ki // IEEE Power Electronics Specialist Conference. - 1980. - P. 174-179.

89. Avant, R.L. A Unified SCR Model for Continuous Topology CADA / R.L. Avant, F.C. Lee // IEEE Power Electronics Specialist Conference. - 1983. - P. 257-268.

90. Ma, C.L. A Systematic Approach to Modeling Power Semiconductor Devices Based-on Charge Control Principles / C.L. Ma, P.O. Lauritzen, P.Y. Lin, et. al. // Proceedings of IEEE PESC - 1994. - P. 31-37.

91. Ma, C.L. Modeling of bipolar power semiconductor devices : Ph.D. Dissertation. / C.L. Ma. - Washington, 1994. - 116 c.

92. Ma, C.L. A Simple Power Diode Model with Reverse Recovery / C.L. Ma, P.O. Lauritzen // IEEE Transactions on Power Electronics. - 1991. - Vol. 6, №2. - P. 188-191.

93. Ma, C.L. A Simple Power Diode Model with Forward and Reverse Recovery / C.L. Ma, P.O. Lauritzen // IEEE Transactions on Power Electronics. - 1993. - Vol. 8, №4. - P. 342-346.

94. Ma, C.L. A physically-based Lumped-Charge P-v-N diode model / C.L. Ma, P.O. Lauritzen, P.Y. Lin // 5th European Conference on Power Electronics and Applications - 1993. - Vol. 2. - P. 23-28.

95. Ma, C.L. A physically-based Lumped-Charge SCR model / C.L. Ma, P.O. Lauritzen, P. Trkes, H.J. Mattausch // IEEE Power Electronics Specialists Conference -1993. - P. 53-59.

96. Силкин, Д.С. Экстракция параметров физической кусочно-зарядовой модели тиристора / Д.С. Силкин, В.П. Падеров // Энергосбережение, Электромагнитная совместимость и качество в электрических системах: сборник статей V Международной научно-практической конференции. - 2014. - С. 68-71.

97. Григорьев, Б.И. Измерение времени жизни неосновных носителей заряда в базовых областях диодных и тиристорных структур при больших плотностях токов / Б.И. Григорьев, В.В. Тогатов // Радиотехника и электроника. -1980. - №5. - С. 1063-1071.

98. Падеров, В. П. Моделирование влияния параметров модели тиристора на коммутационные потери в схеме инвертора тока [Электронный ресурс] / Д.С. Силкин, В.П. Падеров // Огарев-online. - 2014. - №22. - URL: http: //j ournal. mrsu. ru/arts/modelirovanie-vliyaniya-parametrov-modeli-tiristora-na-kommutacionnye-poteri-v-skheme-invertora-toka (дата обращения 03.10.2016)

99. ГОСТ 24461-80. Приборы полупроводниковые силовые. Методы измерений и испытаний.

100. Замятин, В.Я. Тиристоры / В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев. - М.: Сов. радио, 1980. - 64 с.

101. Силкин, Д.С. Моделирование потерь в элементах инвертора тока для индукционного нагрева / Д.С. Силкин, В.П. Падеров // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов: III Всероссийская научн.-техн. конф. студентов, магистрантов, аспирантов. - Тольятти: Изд-во ТГУ, 2014. -С.300-302.

102. Ma, C.L. Modeling of High-Power Thyristors Using the Lumped-Charge Modeling Technique / C.L. Ma, P.O. Lauritzen // 6th European Conference on Power Electronics and Applications. - 1995. - Vol. 2. - P. 15-21.

103. Силкин, Д.С. Определение номиналов элементов снабберных цепей для тиристоров в составе инвертора тока для печи индукционной плавки / Д.С. Силкин, В.П. Падеров // Практическая силовая электроника. - 2014. - №4(56) -С.12-16.

«УТВЕРЖДАЮ» Генеральный директор

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Силкина Дениса Сергеевича на тему «Разработка и исследование физических и математических моделей для создания высоковольтных тиристоров с защитой от разрушающего отказа»

Настоящим актом подтверждается, что на предприятии ПАО «Электровыпрямитель» при проектировании высоковольтных тиристоров со встроенной защитой от перенапряжения использованы следующие результаты диссертационной работы Силкина Дениса Сергеевича на тему «Разработка и исследование физических и математических моделей для создания высоковольтных тиристоров с защитой от разрушающего отказа»:

- Методика определения параметров протонного облучения для создания встроенной защиты от разрушающего отказа в высоковольтных тиристорах;

- Модель влияния параметров Ы'-слоя, образованного протонным облучением тиристорной структуры (с учётом акцептороподобных дефектов), на напряжение пробоя р' -п перехода.

Директор научно-инженерного центра силовых полупроводниковых приборов

Мартыненко В.А.

Начальник отдела биполярных силовых полупроводников приборов

Гришанин А.В.

Начальник

конструкторского бюро

Хапугин А.А.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.