Фисенко А.Л.
ДИНИСТОР С ИНТЕГРИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И С РАЗДЕЛЕНИЕМ МЕТАЛЛИЗИЦИИ ПО ПЕРИМЕТРУ *
Аннотация:
в работе построена структурная модель динистора с интегрированным управлением, позволяющая переключать динистор в высокопроводящее состояние перенапряжением не менее 1 кВ/нс равномерно по всей площади прибора, а также предложено разделение металлизации по периметру для уменьшения влияния скин-эффекта и краевых полей на переключение динистора резким перенапряжением.
Ключевые слова:
силовая электроника, импульсная электроника, РВД, ДГУ, ДУИ, динистор.
DOI 10.24412/2712-8849-2023-1168-850-859
В настоящее время широко развиваются современные импульсные технологии в силовой электронике, оптимизируются технологии производства и совершенствуются переключатели для мощных, быстро нарастающих импульсов тока. Большой интерес представляют научные разработки, разработанные в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе: реверсивно-включаемый динистор (РВД), динистор с глубокими уровнями (ДГУ), динистор с ударной ионизацией (ДУИ) [1].Известен динистор (Патент №RU197597 на изобретение “Динистор” // Опубл. 15.05.2020) [2], представляющий собой четырехслойную p+-n-p-n+-структуру с анодным p+-эмиттером и катодным n+-эмиттером, которые замыкаются шунтами со встроенными обратными диодами. Известный динистор переходит в высокопроводящее состояние за несколько наносекунд. Переключение происходит вследствие резкого перенапряжения со скоростью нарастания не менее 1 кВ/нс.При наносекундных импульсах тока большое влияние на равномерность переключения динистора оказывает скин-эффект, из-за чего структура переключается неравномерно по площади [3]. Также возможна локализация тока на малой площади с меньшей шириной базы из-за неравномерности операций шлифования полупроводниковой пластины, дефектов структуры и неравномерной диффузии.Наличие зоны управления (управление в центре конструкции и с возможным разветвлением по площади) позволит динистору переключаться перенапряжением равномерно по всей площади. В известном патенте (Патент №RU2697874 на полезную модель “Реверсивно-включаемый динистор с интегрированным управлением” // Опубл. 21.08.2019) [4] уже представлена конструкция динистора со встроенным управлением РВДТ (Реверсивно-включаемый динистор с интегрированным управлением), но данная конструкция предназначена для структур РВД, коммутация которых осуществляется в результате реверса блокируемого напряжения и пропускания короткого импульса управляющего тока через встроенную систему обратных каналов проводимости. При этом в центральной области диода-тиристора расположен несимметричный тиристор с регенеративным управляющим электродом. Для динистора с интегрированным управлением необходима диодная структура под областью управления для коммутации зарядов перед переключением структуры перенапряжением (диодная структура необходима для блокировки переключения структуры динистора под областью управления; конструкция представлена в различных вариантах на рис.1 и рис.2); также возможно использование РВДТ для переключения перенапряжением с предварительной коммутацией зарядов в области управления, но для уменьшения влияния dU/dt под зоной управления необходима шунтирующая конструкция (динистор с интегрированным шунтированным управлением, конструкция представлена в различных вариантах на рис.3 и рис.4) [5].
Номер журнала Вестник науки №11 (68) том 1
Ссылка для цитирования:
Фисенко А.Л. ДИНИСТОР С ИНТЕГРИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И С РАЗДЕЛЕНИЕМ МЕТАЛЛИЗИЦИИ ПО ПЕРИМЕТРУ // Вестник науки №11 (68) том 1. С. 850 - 859. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/10698 (дата обращения: 17.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+