本文通过求解一组耦合、刚性、非线性方程组，并根据实际情况选择相关物理模型(迁移率、产生复合等)，获得关键半导体器件的宏观行为。重点对具有不同结构参数和物理参数的DBD器件在不同激励源下的延迟击穿效应进行了仿真，研究了不同参数对延迟击穿半导体开关二极管开关特性(上升时间、脉冲宽度)的影响。仿真的器件结构和简化电路模型如图1所示，器件面积为0.01cm2,p+ 区掺杂浓度NA=1019cm-3,n+ 区掺杂浓度ND=1019cm-3,负载R=50Ω。激励源具有常dV/dt上升沿的波，如图2所示，幅度为2.3kV,选择该波形是便于理论分析。
图1 延迟击穿二极管结构和模拟简化电路
图2中带三角符号的实线表示峰值为2.3kV的输入驱动脉冲，刚开始有一个小的前脉冲，然后有一个小的上升，最后是较快的上升，上升沿时间为300ps.另一条曲线表示50Ω负载的电压，即锐化后的输出脉冲，从470V到峰值2.18kV处上升时间为90ps.可见DBD器件能有效地阻止前脉冲和慢的上升，在峰值电压处击穿(关闭)很快。
图2 典型输入电压和输出电压波形
图3和图4分别表示DBD输出与其横截面积及负载电阻的关系。Focia等人认为，器件面积依赖于所需的功率控制能力，对输出负载却没有提到。从仿真结果看，并不完全是这样。从图3、图4可以看出，在一定面积或负载电阻R 范围内，输出电压幅度几乎不变，上升时间则差不多单调上升;在该范围低端，当面积或负载电阻减小时输出幅度单调下降，但上升时间却存在极小值。这是因为在上述范围内，截面积增加，则通过负载的电流增加，从而输出幅度变大，但加在负载上的电压的增加必然导致DBD两端电位的下降，从而使雪崩电流减少，进而导致输出电压减小，综合结果是输出幅度几乎不变，这可以认为类似于负反馈情形。上升时间方面，随着R 或面积的增加，DBD两端电压的加载速率dV/dt下降，因而上升时间增加。在上述范围内，负载电阻改变时情形也一样。在上述范围以外，当面积减小时，由于雪崩产生的等离子体数量有限，雪崩电流减小，因而输出幅度减小;R 减小时，电路中电流增加，DBD电压下降，导致输出幅度减小。上升时间方面，情况比较复杂，不同R 时输入电压DBD端电压波形如图5所示，从图5可以看出，R 两端的电压上升时间决定于DBD端电压的下降时间。随着R 的减小，从图4可以得到，DBD端电压下降时间(即R 两端的电压上升时间)在R=40Ω处存在极值。因为，随着R 的进一步减小，处于雪崩状态的DBD电阻相对变大，这样DBD上的压降最小值(对应于R 上的最大值)增大，因此下降变化率减小，上升时间反而增加，故上升时间在R=40Ω处出现极值。面积减小时的情形也很类似。
图3 电压峰值及上升时间与其横截面积的关系
图4 电压峰值及上升时间与负载电阻的关系
图5 输入电压及不同负载时的DBD端电压波形