对弱紫外线光触发的SiC电阻器的冲击电离增强效应的研究
Yulei Zhang1, Xi Wang1,2, Lechen Liu1
1Department of Electrical Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China.
Micromachines
|July 30, 2025
概括
将冲击电离技术引入到碳化光触发电阻器 (SiC LTT) 中,可显著提高在紫外线照明下的开关速度. 这种先进的机制提高了载波乘数和动态性能,使得功率电子更快,更高效.
科学领域:
- 电力电子 电力电子 电力电子
- 半导体设备 半导体设备
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 在高功率应用中,碳化物 (SiC) 轻触发电阻器 (LTT) 是至关重要的.
- 提高SiC LTT的开关速度,特别是在弱光照明下,是一个关键的挑战.
- 现有的机制可能无法充分利用SiC在快速切换方面的潜力.
研究的目的:
- 在SiC LTT中引入和研究冲击电离增强机制.
- 分析冲击电离对光生成载体倍增的影响.
- 评估在变化偏移电压和紫外线照明下动态切换性能的改进.
主要方法:
- 技术计算机辅助设计 (TCAD) 模拟被使用.
- 该研究分析了偏差电压,紫外线光强度和设备参数之间的相互作用.
- 模拟了关键的动态开关参数,包括启动时间和能量消耗.
主要成果:
- 冲击电离显著增强光电流,使雪崩在14kV偏向电压以上的倍数.
- 随着偏向电压的增加,SiC LTT的启动时间急剧减少,在100mW/cm2的紫外线照明下,在18kV下达到0.85μs.
- 发现开关能耗很低,只有1292.3mJ/cm2在18kV的电压下.
结论:
- 冲击电离增强机制大大提高了SiC LTTs的切换速度.
- 这种增强在弱紫外线照明下特别有效.
- 这些发现表明,开发更快,更高效的基于SiC的动力设备是一个有希望的途径.
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