Разработка и исследование метода и создание аппаратуры неразрушающего контроля силовых полупроводниковых приборов при высоких плотностях прямого тока
Диссертация
Существующие методы измерения и контроля ударного тока СПП обладают существенными недостатками. Они позволяют измерять этот параметр либо со значительной погрешностью, либо затрудняют процесс автоматизации измерения и контроля. В связи с этим целесообразна разработка универсального метода измерения и контроля ударного тока СПП, позволяющего с заданной точностью и при полной автоматизации… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР спп
- ПРИ ВЫСОКИХ ПЛОТНОСТЯХ ПРЯМОГО ТОКА
- 1. 1. Исходные предпосылки
- 1. 2. Математические модели изотермических
- ИВАХ СПП
- 1. 2. 1. Низкий уровень инжекции
- 1. 2. 2. Высокий уровень инжекции
- 1. 3. Обзор существующих методов неразрушающего измерения’ударного тока СПП
- 1. 4. Выводы и постановка задачи
- 2. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ УЧЕТ ЭЛЕКТРО- И ТЕПЛОФИЗИ-ЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СПП ПРИ ВЫСОКИХ ПЛОТНОСТЯХ ПРЯМОГО ТОКА
- 2. 1. Общие замечания
- 2. 2. Количественный учет механизмов рассеяния носителей заряда в СПП при высоких плотностях прямого тока
- 2. 3. Рекомбинационные явления в слоях СПП при высоких плотностях прямого тока
- 2. 4. Теплофизические параметры конструктивных элементов тепловой системы СПП
- 2. 5. Выводы
- 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СПП ПРИ ВЫСОКИХ ПЛОТНОСТЯХ ПРЯМОГО ТОКА
- 3. 1. Построение математической модели динамической неизотермической
- ПВАХ СПП при высоких плотностях прямого тока
- 3. 1. 1. Постановка задачи
- 3. 1. 2. Аналитический расчет температурных полей в структурах СШ
- 3. 1. 3. Расчет температурного поля в структуре СПП при воздействии импульса мощности произвольной формы
- 3. 1. 4. Определение средней концентрации носителей заряда в ь -базе p-s-n-диода при высоких плотностях прямого тока
- 3. 1. 5. Математическая модель динамической. неизотермической ПВАХ при высоких плотностях прямого тока и выбор критерия неразрутающего измерения ударного тока СПП
- 3. 2. Экспериментальное исследование реальных вентилей в режиме ударного тока
- 3. 3. Шнурование тока в СПП при высоких плотностях прямого тока
- 3. 4. Выводы
- 4. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ АППАРАТУРЫ НЕРАЗРУШАЩЕГО ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ УДАРНОГО ТОКА СПП
- 4. 1. Структурная схема установки для неразрушающего измерения величины ударного тока СПП
- 4. 1. Л. Елок контроля состояния испытуемого СПП
- 4. 1. 2. Елок защиты испытуемого СПП от разрушения импульсом тока большой амплитуды
- 4. 1. 3. Генератор импульсов тока большой амплитуды
- 4. 2. Результаты испытаний установки для неразрушащего измерения ударного тока СШ
- 4. 3. Выводы
Список литературы
- Авакьянц Г. М., Мурыгин В. И., Тешабаев А. Некоторые свойства диодов с большим отношением длины базы к диффузионной длине неосновных носителей, — Радиотехника и электроника, 1963, т. 8, вып. 5, с.821−829.
- Авакьянц Г. М., Лазарев Е. В. О влиянии электронно-дырочного рассеяния на вольтамперную характеристику полупроводниковых приборов. Известия АН Арм. ССР, Физика, 1969, т. 4, вып. 2, с. 83- 90.
- Авакьянц Г. М., Мурыгин В. И., Сандлер Л. С., Тешабаев А., Юровский A.B. Прямая ветвь вольтамперной характеристики тонких диодов при высоких уровнях инжекции. Радиотехника и электроника, 1963, т. 8, вып. II, с. 1919−1926.
- Алексеенко А.Г., Коломбет Е. А., Стародуб Г. И. Применение прецизионных аналоговых ИС. М.: Радио и связь, 1981. — 224 е., ил.
- Алферов Ж.И., Уваров А. И. О тепловом пробое мощных германиевых вентилей. Электричество, 1964, вып. 5, с. 46−50.
- Анисимов Г. Н., Гамаюнов A.B., Чепурин В. П. Механизмы рассеяния носителей заряда в слоях силовых полупроводниковых приборов при высоких плотностях прямого тока. Л., ЛИИЖТ, 1981, 20 с. (Рукопись депонирована в ЦНИИТЭИ МПС, В 1589).
- Анисимов Г. Н., Гамаюнов A.B., Чепурин В. П. Количественный учет рекомбинационных явлений в слоях силовых полупроводниковыхприборов при высоких плотностях прямого тока. Л., ЛИЖГ, 1981, 8 с. (Рукопись депонирована в ЦНЖГЭИ МПС, В 1588).
- Анисимов Г. Н., Гамаюнов A.B. Математическое моделирование электромагнитных и тепловых процессов в СПП при высоких плотностях прямого тока. Л., ЛИИЖТ, 1982, 9 с. (Рукопись депонирована в ЦНИИТЭИ МПС, ,№ 1802).
- A.c. $ 750 400 (СССР). Устройство для определения допустимого ударного тока кремниевых вентилей/Долгих В.А., Лавров Н. И., Сальман H.A. Опубл. в бюллетене «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки» № 27, 1980.
- Буртшер Ю., Ланхойзер Ф., Крауссе Ю. Рекомбинация в кремниевых тиристорах и диодах, ее влияние на прямую вольтамперную характеристику и процесс выключения. Таллинский электротехнический завод им. М. И. Калинина. Перевод .№ 1702, Таллин, 1976,72 с.
- Бурцев Э.Ф., Грехов И. В., Крюкова H.H. и др. Перегрузка тиристора однократным импульсом тока большой амплитуды. Сб. Физика электронно-дырочных переходов и полупроводниковых приборов, Л.: Наука, 1969, с. 309−319.
- Бурцев Э.Ф., Грехов И. В., Крюкова H.H. Локализация тока в кремниевых диодах при большой плотности прямого тока. Сб. Физика и техника полупроводников, 1970, т. 4, вып. 10, с. 19 551 962.
- Бурцев Э.Ф., Евсеев Ю. А., Челноков В. Е. Отрицательное сопротивление на изотермической вольтамперной характеристике кремниевых структур. Электротехническая промышленность, серия: Преобразовательная техника, 172, вып. 4, с. 7−10.
- Гамаюнов A.B. Построение статистической модели и анализ случайных процессов в силовых полупроводниковых приборах. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук/ЛИШТ им. акад. В. Н. Образцова. — Л., 1974. — 183 с.
- Грехов И.В. Физические процессы в мощных кремниевых приборах с р -а-переходами: Автореф. диссертации на соискание ученой степени д-ра физ.-мат. наук/Физ.-техн. институт им. А. Ф. Иоффе, Ш СССР. Л., 1973. — 54 с.
- Грехов И.В., Делимова Л. А. Оже-рекомбинация в кремнии. Физика и техника полупроводников, 1980, т. 14, вып. 5, с. 897 901.
- Грехов И.В., Отблеск А. Е. Учет электронно-дырочного рассеяния и падения эффективности эмиттера с ростом плотности тока при расчете вольтамперной характеристики p-s-a-и p-s-R-структур. Радиотехника и электроника, 1974, т. 19, вып. 7, с. 1483−1489.
- Грехов И.В., Отблеск А. Е. О статической вольтамперной характеристике включенного тиристора. Радиотехника и электроника, 1974, т. 19, вып. 7, с. 1566−1569.
- Грибников 3.G. Вольтамперная характеристика полупроводникового диода в пределе больших токов. Радиотехника и электроника, 1964, т. 9, вып. I, с. I63-I7I.
- Грибников 3.G., Мельников В. И. Электронно-дырочное рассеяние в полупроводниках при высоких уровнях инжекции. Сб. Физика и техника полупроводников, 1968, т. 2, вып. 9, с. 1352−1363.
- Голубев П.Н. Исследование методов измерения тепловых сопротивлений силовых ключей полупроводниковых преобразователей: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук/ ЛИШО. Л., 1981. — 256 с.
- ГОСТ 20 859–79. Приборы полупроводниковые силовые. Общие технические условия.
- ГОСТ 1106–74 (CT СЭВ 1190−78). Правила проверки согласия опытного распределения с теоретическим.
- Давидов П.Д. Анализ и расчет тепловых режимов полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1967. — 143 с. с ил.
- Двайт Г. Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы: Перевод с англ. H.B. Леви/Под ред. К. А. Семендяева. -М.: Наука, 1969. 228 с. с ил.
- Демидович Б.П., Марон И. А. Основы вычислительной математики. -М.: Наука, 1966. 664 с. с ил.
- Дерменжи П.Г., Кузьмин В. А., Крюкова H.H., Мамонов В. И., Павлик В. Я. Расчет силовых полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1980. — 184 с. с ил.
- Джентри Ф., 1!утцвиллер Ф., Голоньяк Н., фон Застов Э. Управляемые полупроводниковые ветили. Принцип действия и области применения р -а- р -а-устройств: Перевод с англ./Под ред. В. М. Тучкевича. М.: Мир, 1967. — 455 с. с ил.
- Жуковский B.C. Основы теории теплопередачи. M.-JI.: Госэнергоиздат, i960. 211 с. с ил.
- Ицхоки Я.С., Овчинников Н. И. Импульсные и цифровые устройства. М.: Советское радио, 1972. — 591 с. с ил.
- Каллер М.Я. Теория электрических цепей. М.: Трансжелдориз-дат, 1962. — 495 с. с черт.
- Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел: Перевод с англ./Под ред. A.A. Померанцева. М.: Наука, 1964. — 488 с. с ил.
- Коздоба JI.A. Методы решения нелинейных задач теплопроводности.- М.: Наука, 1975. 226 с. с ил.
- Кокоза P.A. Распределение потенциалов и носителей заряда в открытом р -п.- р а-приборе. — Труды/Институт инженеров по электронике и радиоэлектронике, 1967, т. 55, I 8, с. I6I-I73.
- Кузьмин B.JI. Исследование кремниевых структур силовых диодов и их моделирование: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук (05.12.П)/ВЭИ им. В. И. Ленина. М., 1974.- 201 с.
- Кузьмин В.А. Вольтамперная характеристика полупроводниковых приборов со структурой р-а-р-а во включенном состоянии. -Радиотехника и электроника, 1963, т. 8, вып. I, с. I7I-I77.
- Кузьмин В.А. Тиристоры малой и средней мощности. М.: Советское радио, 1971. — 183 с. с ил.
- Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967.- 599 с. с ил.
- Мак-Дауэлл П., Пол Дж.М., Бобис Дж.П. Прецизионный 9-декадный логарифмический усилитель с температурной стабилизацией. -Приборы для научных исследований, 1968, т. 39, ^ 7, ct II7-II8.
- Мнацаканов Т.Т., Кузьмин В. А. Вольтамдерная характеристика полупроводниковых структур с диффузионными р -п.-переходами при большой плотности тока. Радиотехника и электроника, 1981, т. 26, вып. 5, с. 1082-Х091.
- Мнацаканов Т.Т., Поморцева Л. И. О влиянии Оже-рекомбинациина вольтамперную характеристику кремниевых многослойных структур при большой плотности тока. Физика и техника полупроводников, 1982, т. 16, вып. 5, с. 798−804.
- Матвеев Н.М. Методы интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Высшая школа, 1967. — 564 с. с ил.
- Отблеск А.Е., Грехов И. В. О влиянии электронно-дырочного рассеяния на распределение концентрации инжектируемых носителей в базе р -s- а-структуры. Физика и техника полупроводников, 1974, т. 8, вып. 7, с. I408-I4II.
- Отчет по НИР. Анализ вольтамперных характеристик мощных тиристоров в проводящем состоянии, № 74 038 863, М., МЭИ, 1975.
- Охотин A.C., Пушкарский A.C., Горбачев В. В. Теплофизические свойства полупроводников. М.: Атомиздат, 1972. — 200 с. с ил.
- Паленик В.И. Разработка аппаратуры для измерения и контроля допустимых токовых параметров силовых ключей полупроводниковых преобразователей- Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук/ЛИТМО. Л., 1982. — 175 с.
- Пауль Р. Транзисторы. Физические основы и свойства: Перевод с нем. B.C. Заседа/Под ред. И. А. Палехова. М.: Советское- 140 -радио, 1973. 504 с. с черт.
- Полубаринова-Кочина П. Я. Об одном нелинейном уравнении в частных производных, встречающемся в теории фильтрации. Докл. АН СССР, нов. серия, 1948, т. 13, № 6, с. 623.
- Рашба Э.И., Толпыго К. Б. Прямая вольтамперная характеристика плоскостного выпрямителя при значительных токах. Журнал технической физики, 1956, т. 26, вып. 7, с. I4I9-I427.
- Рашба Э.И., Носарь А. И. Вольтамперные характеристики мощных полупроводниковых выпрямителей. Журнал технической физики, 1957, т. 27, вып. 7, с. I43I-I445.
- Рабинерсон A.A., Ашкинази Г. А. Режимы нагрузки силовых полупроводниковых приборов, М.: Энергия, 1976. — 296 с. с ил.
- Рутковски Дж. Интегральные операционные усилители: Перевод с англ. Б. Н. Бронина. ГЛ.: Мир, 1978. — 324 с. с ил.
- Рывкин С.М. Рекомбинация в полупроводниках. Сб. Полупроводники в науке и технике, М.-Л.: 1958, т. 2, с. 463−515.
- Самарский A.A. Введение в теорию разностных схем. М.: Наука, 1971. — 552 с. с ил.
- Саульев В.К. Интегрирование уравнений параболического типа методом сеток. М.: Физматгиз, i960. — 324 с.'с ил.
- Справочник по специальным функциям: Перевод с англ. В.А. Дит-кина и Л.Н. Кармазиной/Под ред. М. Абрамовича и И. Стиган.1. М.: Наука, 1979. 832 с.
- Стафеев В.И. Влияние сопротивления толщи полупроводника на вид вольтамперной характеристики диода. Журнал технической физики, 1958, т. 28, вып. 8, с. 1631−1641.
- Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1967. — 615 с. с ил.
- СТ СЭВ 1135−78. Приборы полупроводниковые силовые. Общие технические требования. Методы испытаний.
- СТ СЭВ 1655−79. Приборы полупроводниковые силовые. Предельно допустимые значения и характеристики. ^
- Тиристоры: технический справочник: Перевод с англ./Под ред. В. А. Лабунцова, С. Г. Обухова, А. Ф. Свиридова. М.: Энергия, 1971. — 560 с. с ил.
- Тихонов А.Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1966. — 724 с. ил.
- Толпыго К.Б. Эмиссионная способность крутого р -п.-перехода и ее влияние на проводимость полупроводника. Журнал технической физики, 1956, т. 26, вып. 2, с. 293−309.
- Чарный И.А. О методах линеаризации нелинейных уравнений типа уравнений теплопроводности. Известия АН СССР, Отдел техн. наук, 1951, Л 6, с. 829.
- Чебовский О.Г., Моисеев Л. Г., Сахаров Ю. В. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. М.: Энергия, 1975. — 512 с.
- Чебовский О.Г., Моисеев Л. Г. Испытания силовых полупроводниковых приборов. М.: Энергоиздат, 1981. — 200 с. с ил.
- Челноков В.Е. Состояние и перспективы электроники силовых полупроводниковых приборов. Сб. Полупроводниковые приборы и их применение, М.: Советское радио, 1971, с. 246−266.
- Челноков В.Е., Евсеев Ю. А. Физические основы работы силовых полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1973. — 279 с.
- Чесноков Ю.А., Евсеев Ю. А. Оценка импульсной стойкости силовых полупроводниковых приборов методом неразрушающих испытаний. -М.: Информэлектро, 1970, № 42, с. 3−12.
- Чесноков Ю.А. Определение термических напряжений в тиристорах и их стойкости к перегрузке прямым током. Электротехническая промышленность, серия: Преобразовательная техника, 1970, вып. 2, с. 8−13.
- Чесноков Ю.А. Предпосылки отказов тиристоров таблеточной конструкции при воздействии импульсов ударного тока. Электротехническая промышленность, серия: Преобразовательная техника, 1973, вып. 2, с. 3−10.
- Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: Энергия, 1976. -415 с. с ил.
- Шестаков И.А. К расчету максимально допустимой для полупроводниковых приборов мощности импульса при их работе в режиме импульсных перегрузок. Сб. Полупроводниковые приборы и их применение, М.: Советское радио, 1960, № 5, с. 56−61.
- Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М.: Советское радио, 1962. — 552 е., ил.
- Шуман В.Б., Кузьмин В. А., Мнацаканов Т. Т. О влиянии электронно-дырочного рассеяния на вольтамперную характеристику кремниевыхмногослойных структур при большой плотности тока. Письма в
- Журнал технической физики, 1980, т. 6, вып. II, с. 689−693.
- Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. Формулы, графики, таблицы: Перевод с нем./Под ред. Л. И. Седова. М.: Наука, 1964. — 344 е., черт.
- Adler M.S., Temple V.A.K. Accurate Calculations of the Forward Drop of Power Rectifiers and Thyristors. Int. Electron Dev. Meet., Washington P.O., 1976, Techn. deg., N.Y., 1976, p. 499−503.
- Dobkin R.C. Logarithmic Converters. IEEE Spectrum, 1969, v. 6, No. 11, p. 1483−1485.
- Dodson W.H., Longini R.L. Skip Turn-on of Thyristors. IEEE Transactions on Electron Devices, 1966, v. ED-13, No. 7"p. 598−604.
- Fletcher N. The High Current Limit for Semiconductor Junction Devices. Proceedings of the IRE, 1957, v. 45, No. 6, p. 862−872.
- Gaur S.P., Navon D.H. Two-Dimensional Carrier Flow in a Transistor Structure Under Nonisothermal Conditions. IEEE Transactions on Electron Devices, v. ED-23, No. 1, 1976, p.50−57.
- Graeme J. Bootstrapped RC Differentiator Performs Accurately without Phase Invertion. Electronic Design, 1974, v. 22, No. 5, p. 60−62.
- Gibbons J.F., Horn H.S. A Circuit with Logarithmic Transfer
- Response Over Nine Decades. IEEE Transactions on Circuit Theory, 1964-, v. CT-11, No. 3, p. 378−384-.97″ Hall E.N. Power Rectifiers and Transistors. Proceedings of the IRE, 1952, v. 4−0, No. 11, p. 1512−1518.
- Herring C. Theory of Transient Phenomena in the Transportof Holes in an Excess Semiconductor. Bell System Technical Journal, 194−9, v. 28, No. 3, P. 4−01−4-27.
- Howard N.R., Johnson G.W. P±I-N+ Silicon Diodes at High Forward Current Densities. Solid State Electronics, 1965, v. 8, No. 3, P. 275−284-,
- Jonscher A.K. Analysis of Current Flow in a Planar Junction Diode at High Forward Bias. Journal of Electronics & Control, 1958, v. 5, No. 7, p. 1−14.
- Lampert M., Rose A. Volume-Controlled, Two-Carrier Currents in Solids: The Injected Plasma Case. Physical Review, 1961, v. 121, No, 1, p. 26−37.104. Hayes S. Video Detector Stores Peak for Minutes. Electronics, 1976, v. 4−9, No. 4-, p. 112−113.
- Morin F.J., Maita J.P. Electrical Propeties of Silicon Containing Arsenic and Boron. Physical Review, 1954-, v, 96, No. 1, p. 28−35.
- Nakagawa T. Diffusion Type Silicon Controlled Rectifiers. -Tashiba Review, 1961, v. 16, p. 1358−1364.
- Nakagawa 0?. Forward Characteristics of Silicon Controlled Rectifier in High Conduction Region. Journal of the IEEE Japan, 1963, v. 83, p. 1765−1770.
- Read J., Dyer R. Power Thyristor Rating Practies. Proceedings of the IEEE, 1967, v. 55, No. 8, p. 1288−1301.109″ Risley A.R. Designers Guide to: Logarithmic Amplifiers. -EDN, 1973, v. 18, No. 15, p. 4−2-45.
- Rittner E.E. Extention of the Theory of the Junction Transistor. Physical Review, 1954-, v. 94-, No. 5, P- 1161−1171.
- Shockley W. The theory of P-N Junctions in Semiconductors and P-N Junction Transistors. Bell System Technical Journal, 1949, v. 28, No. 3, P. 4−35−489.
- Spenke E.Zs. Durchlass- und SperreigenschaftenrNaturforschung, 1956, Bd. 11a, No. 6, s. 440−456.113″ Stokes R.H. One-Dimensional Diffusion with the Diffusion
- Sze S.M. Physics of Semiconductor Devices. John Wiley & Sons, N.Y., 1969. — 246 p.
- Wagner C. Zur Theorie der Gleichrichterwirkung. Physikalische Zeitschrift, 1931, Jg. 32, No. 16, s. 641−64−5.
- Wagner C. Diffusion of Lead Chloride Dissolved in Solid Silver Chloride. Journal of the Chemical Physics, 1950, v. 18, No. 9, P. 1227−1231.