Corriente de compuerta y snapback de tiristores de SiC 4H en sustrato N+ para aplicaciones de conmutación de potencia
Autores: Lee, Hojun; Seok, Ogyun; Kim, Taeeun; Ha, Min-Woo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Corriente de compuerta y snapback de tiristores de SiC 4H en sustrato N+ para aplicaciones de conmutación de potencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Tiristor
4h-SiC
Simulación numérica
Corriente de compuerta
Transistor bipolar PNP
Voltaje de ruptura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
Las aplicaciones de conmutación de alta potencia, como las válvulas de tiristores en un convertidor de corriente continua de alto voltaje, pueden utilizar 4H-SiC. La simulación numérica de los dispositivos 4H-SiC requiere modelos y parámetros especializados. Aquí presentamos una simulación numérica del tiristor 4H-SiC en un sustrato N+ durante el proceso de encendido de la corriente de compuerta. La corriente base-emisor del transistor bipolar de unión PNP fluye ajustando el potencial de compuerta. Esta corriente activó eventualmente una acción regenerativa del tiristor. El aumento de la corriente de compuerta de ánodo P+ a compuerta N+ también disminuyó el voltaje de snapback y la caída de voltaje directo. Cuando la concentración de dopaje de la región de deriva P aumentó, disminuyó debido a la resistencia reducida de un bajo dopaje de deriva P. Un aumento en la concentración de dopaje del buffer P aumentó debido a una recombinación mejorada en la base del BJT NPN. Existe un equilibrio entre el voltaje de ruptura y las características directas. El voltaje de ruptura aumenta con una disminución en la concentración, y se produce un aumento en el espesor de la capa de deriva debido a la región de agotamiento extendida y al campo eléctrico pico reducido.
Descripción
Las aplicaciones de conmutación de alta potencia, como las válvulas de tiristores en un convertidor de corriente continua de alto voltaje, pueden utilizar 4H-SiC. La simulación numérica de los dispositivos 4H-SiC requiere modelos y parámetros especializados. Aquí presentamos una simulación numérica del tiristor 4H-SiC en un sustrato N+ durante el proceso de encendido de la corriente de compuerta. La corriente base-emisor del transistor bipolar de unión PNP fluye ajustando el potencial de compuerta. Esta corriente activó eventualmente una acción regenerativa del tiristor. El aumento de la corriente de compuerta de ánodo P+ a compuerta N+ también disminuyó el voltaje de snapback y la caída de voltaje directo. Cuando la concentración de dopaje de la región de deriva P aumentó, disminuyó debido a la resistencia reducida de un bajo dopaje de deriva P. Un aumento en la concentración de dopaje del buffer P aumentó debido a una recombinación mejorada en la base del BJT NPN. Existe un equilibrio entre el voltaje de ruptura y las características directas. El voltaje de ruptura aumenta con una disminución en la concentración, y se produce un aumento en el espesor de la capa de deriva debido a la región de agotamiento extendida y al campo eléctrico pico reducido.