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DBD輸出隨n區(qū)長度的變化 - 延遲擊穿開關(guān)二極管最佳參數(shù)的確定

2011年12月23日 11:53 本站整理 作者:秩名 用戶評(píng)論(0
圖6表示DBD輸出隨n區(qū)長度的變化。從結(jié)果看,輸出電壓峰值對(duì)n區(qū)長度變化存在極大值,而上升時(shí)間對(duì)n區(qū)長度變化也存在極小值,且這兩個(gè)極值所對(duì)應(yīng)的n區(qū)長度差不多。該值約等于器件在臨界擊穿時(shí)其SCR區(qū)(正好處于穿通狀態(tài)時(shí))的長度值。長度低于該值,則臨界擊穿電壓下降,輸出峰值降低,上升時(shí)間增加;長度大于該值,則雪崩區(qū)域增大,漂移時(shí)間增加,達(dá)到峰值所需時(shí)間增加,輸出幅度下降。

  

圖6 電壓峰值及上升時(shí)間隨n區(qū)長度的變化

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  圖6 電壓峰值及上升時(shí)間隨n區(qū)長度的變化

  圖7表示DBD輸出隨激勵(lì)源dVA/dt變化的情況,可以看出,當(dāng)dVA/dt小于由式(4)和式(5)所確定的臨界值(對(duì)圖1所示的器件),則輸出電壓為其靜態(tài)擊穿值,上升時(shí)間為輸入信號(hào)上升時(shí)間;當(dāng)dVA/dt超過其發(fā)生延遲擊穿的臨界值后,輸出幅度急劇增加,上升時(shí)間急劇減小,但變化很快趨于平緩。這是因?yàn)殡S著dVA/dt的增加,雪崩擊穿電流增加,這樣加在負(fù)載電阻上的電壓增加,從而加在DBD兩端的電壓下降,這必然導(dǎo)致雪崩電離率下降而致使電流下降,二者綜合結(jié)果便會(huì)出現(xiàn)平衡的結(jié)局,所以并不是dVA/dt越大越好。

  

圖7電壓峰值及上升時(shí)間隨激勵(lì)源dVA/dt的變化

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  圖7電壓峰值及上升時(shí)間隨激勵(lì)源dVA/dt的變化

  3 結(jié) 論

  從DBD作為半導(dǎo)體開關(guān)器件在負(fù)載上的輸出脈沖幅度及上升時(shí)間兩方面綜合考慮,器件面積、負(fù)載電阻、n區(qū)長度及其摻雜以及激勵(lì)源等因素,均對(duì)DBD器件性能有很大的影響。上升時(shí)間對(duì)于面積和負(fù)載電阻均存在極小值,由于上升時(shí)間是關(guān)鍵指標(biāo)之一,因此進(jìn)行面積和負(fù)載電阻設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該選取該極值點(diǎn),由于延遲擊穿過程具有強(qiáng)烈的非線性,該極值點(diǎn)只能由仿真獲得。其他方面,n區(qū)長度存在最佳值,理論上應(yīng)為器件加載在所需臨界擊穿電壓值而剛好處于穿通狀態(tài)的長度值,當(dāng)然最好以仿真結(jié)果為準(zhǔn);n區(qū)濃度越低越好,因?yàn)闈舛仍降停瑩舸╇妷涸礁摺]敵黾?lì)源應(yīng)適當(dāng)高于滿足式(4)所需的dVA/dt值,但不是越高越好,因?yàn)閐VA/dt越高對(duì)前級(jí)的要求越高,然而產(chǎn)生的效果卻沒有多大變化。至于p+ 區(qū)和n+ 區(qū)的長度,沒有太大的影響,當(dāng)然應(yīng)大于其各自的穿通長度,濃度則盡量高。

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