PIN结通态特性分析

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1、通态压降的模拟函数浅谈矫健对于功率器件的应用，人们最关心的往往是功耗问题，对于几千安培的电流,即使0.1V的压降也会器件带来很大的温升，因此预测器件的压降也成为功率器件应用的重要课题。在功率器件的发展过程屮，前人给出众多通态压降的计算公式，虽然给出了通态压降的计算过程，而且在功率器件的设计过程屮有着不可替代的指导作用，但由于其设计器件具体工艺参数，而且计算起來相当麻烦，因此在实际应用过程中，松泽刚雄先生提出的功率器件通态压降的模拟函数模型逐渐被世界各人功率器件常上所采用，它不仅在计算过程中不涉及器件具体工艺参数，而口只需要适当给岀4个点的压降值，就可以很方便的给出一段区间内的

2、压降曲线，从而为器件的特性分析，选配带来了极大的方便。其具休函数形式如下：VT=A+Bln(J+l)+CJ05+DJ(1)从形式上看，公式中的A与电流密度无关，和Kuzimin体压降公式相似；而B相正比于In(J+1),相似于Otsuka结压降公式;C相与J°5有关，相似于Otsuka体压降公式；D相正比于J,相似于Kuzimin散射压降公式。由于上述分析可知模拟函数本身包含一个非常复杂的函数的集合体，而松泽刚雄先生抽象出来模拟函数公式既不涉及器件具休内部参数，乂可以很方便的给出各个点的压降值，所以ABB、英飞凌、EUPEC等公司普遍采用这个公式來描述通态特性曲线。下面对模拟

3、函数的应用做简单分析，其中红色数据为计算每一组数据所选取的点，从图中可以看出，选取适当的点可以有效减小误差并且在一个较大的范围内得到与实际相接近的压降值，而选取点不当则会只在一小段内扶至已经不能描述实际压降曲线。ITMVTM计算值1计算值2计算值3计算值45001.121.121.121.051.3610001.21.201.121.221.2015001.361.281.361.361.2820001.41.401.401.481.4030001.721.721.091.701.6740001.922.130.361.921.9250002.122.62-0.692.132

4、.1480002.644.35-5.222.752.69样品AITMVTM计算值1计算值2计算值3计算值45001.281.281.281.281.3010001.431.431.431.431.4315001.561.591.561.591.5820001.741.741.741.741.7430002.042.042.252.042.0440002.322.332.932.322.3250002.552.613.732.582.5980003.313.426.683333.31样品B从上表中可以看出，样品B中选取500、1000、3000、4000作为带入点可以再测试电流

5、4000的情况下得出一直到8000均非常实用的通态特性曲线.样品B所选取的芯片直径为60mm,则500、1000、3000、4000所对应点的电流密度分别为18.2A/cm36.4A/cm109.1A/cm145.5A/cm2o样品A芯片直径为76,求得屯流密度为18.2A/cm36.4A/cm109.1A/cm145.5A/cm2点所对应的通态电流分别为：811.3A>1622.7A、4863.5A、6486.3A.则取800A、1600A、5000A、6500A作为参考点，实测几点对应的压降值分别为1.18V>1.37V、2.12V、2.39V：代入公式(1)

6、,得：ITM5001000150020003000400050008000VTM1.141.221.341.471.71.922.122.63可以看出，计算所得曲线与实际压降曲线基木相符。以上两只元件额定重复峰值电压分别为2200V,2500V,用上述理论计算4000V、①55芯片结果如下。TTM300400500800100015002000250030003300400050007000VTM11.081.121,161.281.361.451.61.781.922.042.362.643.47VTM21.051.121-171.281.341.481.631.781.9

7、42.042.282.653.45其中VTM1为实测值,VTM2为计算值。从列表中可以看岀，当我们选取400、800、2500、3300作为参考点时，7000范围内压降测试与真实值所差在0.08范围内，由于仪器和人为读数，及精确位数的误差，这个范围是可以接受的，这个取值可以满足对元件止常使用的需要，给出典型函数的matlab程序如下：functiony=abcd()%解模拟方程clc;symsabed;xl=input('请输入ITM1');yl=input(*请输入VTM1');x2=input('请