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DBD输出随n区长度的变化 - 延迟击穿开关二极管最佳参数的确定

2011年12月23日 11:53 本站整理 作者:秩名 用户评论(0
图6表示DBD输出随n区长度的变化。从结果看,输出电压峰值对n区长度变化存在极大值,而上升时间对n区长度变化也存在极小值,且这两个极值所对应的n区长度差不多。该值约等于器件在临界击穿时其SCR区(正好处于穿通状态时)的长度值。长度低于该值,则临界击穿电压下降,输出峰值降低,上升时间增加;长度大于该值,则雪崩区域增大,漂移时间增加,达到峰值所需时间增加,输出幅度下降。

  

图6 电压峰值及上升时间随n区长度的变化

 

  图6 电压峰值及上升时间随n区长度的变化

  图7表示DBD输出随激励源dVA/dt变化的情况,可以看出,当dVA/dt小于由式(4)和式(5)所确定的临界值(对图1所示的器件),则输出电压为其静态击穿值,上升时间为输入信号上升时间;当dVA/dt超过其发生延迟击穿的临界值后,输出幅度急剧增加,上升时间急剧减小,但变化很快趋于平缓。这是因为随着dVA/dt的增加,雪崩击穿电流增加,这样加在负载电阻上的电压增加,从而加在DBD两端的电压下降,这必然导致雪崩电离率下降而致使电流下降,二者综合结果便会出现平衡的结局,所以并不是dVA/dt越大越好。

  

图7电压峰值及上升时间随激励源dVA/dt的变化

 

  图7电压峰值及上升时间随激励源dVA/dt的变化

  3 结 论

  从DBD作为半导体开关器件在负载上的输出脉冲幅度及上升时间两方面综合考虑,器件面积、负载电阻、n区长度及其掺杂以及激励源等因素,均对DBD器件性能有很大的影响。上升时间对于面积和负载电阻均存在极小值,由于上升时间是关键指标之一,因此进行面积和负载电阻设计时应该选取该极值点,由于延迟击穿过程具有强烈的非线性,该极值点只能由仿真获得。其他方面,n区长度存在最佳值,理论上应为器件加载在所需临界击穿电压值而刚好处于穿通状态的长度值,当然最好以仿真结果为准;n区浓度越低越好,因为浓度越低,击穿电压越高。输出激励源应适当高于满足式(4)所需的dVA/dt值,但不是越高越好,因为dVA/dt越高对前级的要求越高,然而产生的效果却没有多大变化。至于p+ 区和n+ 区的长度,没有太大的影响,当然应大于其各自的穿通长度,浓度则尽量高。

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( 发表人:小兰 )

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