导读:本文包含了快速关断论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:Snapback现象,关断损耗(E_(off)),导通压降(V_(on)),分裂栅(Splite,gate)
快速关断论文文献综述
赵哲言[1]（2019）在《快速关断与低功耗MOS栅控功率器件研究》一文中研究指出在功率半导体器件领域,由MOS栅控的一类器件称为全控型器件,其具有高输入阻抗、易驱动、驱动功率小等优点。其中LIGBT是横向功率MOS栅控双极器件,LIGBT借助阳极注入的空穴和沟道注入的电子在漂移区形成电导调制效应,兼具高击穿电压、低导通压降的优点,还易于集成在功率电路中,但器件关断时存在拖尾电流导致其关断损耗较高,而且存在V_(on)-E_(off)矛盾关系。另一类重要的MOS栅控器件是功率MOSFET,其中传统的槽栅VDMOS具有较为糟糕的栅漏交迭电容(C_(GD)),导致其动态特性受到影响且优值Q_(GD)×R_(DS(on))较大。为解决上述MOS栅控器件存在的问题,并进一步实现MOS栅控器件的低功耗运行,本文将提出快速关断LIGBT新结构和分裂栅MOSFET新结构。1.提出一种具有自偏置n-MOS的LIGBT结构。器件的结构特征是在阳极区引入阳极槽栅、p-layer区以形成内嵌的n-MOS。在器件正向导通时,自偏置n-MOS中p-layer作为电子势垒阻碍电子被N+阳极收集,调制阳极电流分布并有效控制器件导电模式的变换,从而消除了Snapback效应;在器件关断时,n-MOS在阳极高电压下自开启,为快速抽取存储在漂移区内的电子提供低阻的内建通道,从而降低了器件的关断损耗;在器件阻断状态下,自偏置n-MOS沟道开启并释放泄漏电流,使阳极区P+阳极/N截止层结无法正向导通而注入空穴,抑制了寄生PNP晶体管的开启,使得器件获得了类似PN结(P-body/N漂移区)的耐压。同时,提出了一种改进结构,引入阴极槽,阴极槽不仅作为空穴的阻挡层而实现了注入增强效应,而且还连接低电位可以起空穴旁路的作用,该结构进一步降低了V_(on)并拓展了安全工作区。仿真结果显示,与具有相同V_(on)的传统LIGBT结构相比,新器件的E_(off)最多下降了43%、耐压提升了11%。此外,内嵌的n-MOS在各状态下均实现了自偏置,不需要额外的控制电路和控制策略,节省了设计成本。2.提出一种具有高K介质的分裂栅MOSFET结构。结构特征是引入分裂栅结构,同时将高K介质作为屏蔽栅的栅介质。与传统SiO_2栅介质相比,正向导通时,高K介质在屏蔽栅侧壁积累更高浓度的电子作为电流低阻通道,降低了导通电阻;在阻断状态下,高K介质辅助耗尽漂移区的作用增强,使得耗尽区拓展明显。在开关状况下,分裂栅借助高K介质的强电容耦合效果增强了对C_(GD)的屏蔽,进一步降低C_(GD),更低的C_(GD)结合高K介质对漂移区的增强耗尽,实现了新器件更为快速的开启和关断,降低了开关损耗。仿真结果显示,与传统分裂栅VDMOS相比,新器件的Q_(GD)下降了69%,比导通电阻下降12%,开关损耗下降了31%,最终优值Q_(GD)×R_(DS(on))下降了72%。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-03-01）
廖兴林[2]（2018）在《低压直流固态断路器用SiC MOSFET温度特性及快速可靠关断技术研究》一文中研究指出作为分布式新能源更高效率的接入形式的直流微电网技术,对实现能源可持续发展和推进节能减排具有重要意义。然而,保护技术的缺乏限制了直流微电网的应用。固态断路器能够快速切断线路故障、结构简单、无弧动作、性能可靠,并可以将短路电流限制在较低水平,是直流微电网保护技术未来的发展方向。目前基于硅(Silicon,Si)功率器件的直流固态断路器通态损耗高、器件工作结温低、耐受电压低、性能受温度影响显着,限制了固态断路器的进一步推广。碳化硅(Silicon Carbide,SiC)功率器件具有低损耗、高耐压、高工作结温以及性能受温度影响小等优良特性,为固态断路器的快速可靠关断能力提供了可能。然而,直流微电网发生短路故障时,故障电流迅速增加,会导致器件结温显着上升,使得器件工作于高温状态,可能会导致器件动、静态特性及特征参数发生改变。由于SiC功率器件关断速度较快,电流变化率较大,还会给断路器带来较大的瞬时电压应力问题。此外,为配合断路器动作,快速可靠的故障电流检测也必不可少。为了发挥SiC MOSFET的优势,确保基于SiC MOSFET的直流固态断路器具有快速、可靠关断能力,论文开展了SiC MOSFET温度特性、基于SiC MOSFET的直流固态断路器关断初期过电压抑制方法以及故障电流检测方法等方面研究。本文主要研究工作包括:(1)针对SiC MOSFET栅极电容参数难以有效提取影响建模准确性的问题,提出了基于恒流源电路的SiC MOSFET栅极电容提取方法。首先,在分析SiC MOSFET典型的电阻负载电路基础上,对所提出的基于恒流源电路的SiC MOSFET栅极电容提取方法的原理进行了详细分析;其次,以某一型号SiC MOSFET器件进行了栅极电容参数提取实验,所得到的结果与器件技术手册的结果较吻合,验证了该方法的有效性,最后,进一步分析了负载、直流电压以及环境温度等外在因素对所提方法的影响。(2)针对短路时故障电流迅速增加,导致器件结温显着上升,可能还会导致器件性能及特征参数发生改变的问题,研究了温度对SiC MOSFET性能的影响。首先,探讨了温度对SiC MOSFET输出特性、转移特性、阈值电压以及导通电阻等静态性能及特征参数的影响;其次,研究了温度对SiC MOSFET电压变化率、电流变化率等动态性能的影响规律,探讨了产生这种现象的本质原因。另外,还研究了温度对SiC MOSFET短路特性的影响。最后,基于实验结果,建立了SiC MOSFET等效电路模型,并进行了验证。(3)针对SiC MOSFET关断速度快,以其为主开关单元的固态断路器关断初期易出现电压尖峰,带来较大电压应力问题,提出了采用并联金属氧化物压敏电阻(metal oxygen varistor,MOV)作为缓冲电路来抑制断路器关断初期电压尖峰的方法。首先,基于所建立的SiC MOSFET等效电路模型,建立SiC MOSFET直流固态断路器模型,对由断路器能量吸收支路寄生电感导致的断路器关断过电压问题进行了分析;其次,详细分析了并联MOV缓冲电路抑制电压尖峰的工作原理,并对缓冲MOV取不同额定电压的抑制效果进行了仿真研究,根据缓冲MOV和吸收能量MOV电压比率,提出了可作为选择缓冲MOV额定电压的依据;最后,实验验证了所提方法的有效性。(4)针对固态断路器快速、可靠动作对故障电流检测快速性要求的问题,提出基于SiC MOSFET栅极电压的故障电流检测方法。首先,结合SiC MOSFET的短路特性波形,对基于栅极电压的故障电流检测方法的工作原理进行了分析,并设计了后续的逻辑处理及控制电路,分析了正常工作和故障时各部分的控制时序;其次,对SiC MOSFET短路特性及不同环境因素对其短路特性的影响进行了仿真,并对所提方法的有效性进行了仿真和实验验证;最后,基于上述研究结果,设计并研制了400V/1-40A SiC MOSFET的直流固态断路器样机,并对样机的性能进行了测试和分析。上述研究成果为SiC MOSFET的仿真建模及驱动系统设计,奠定了理论基础,也为低压直流固态断路器的优化设计及安全可靠运行提供技术支撑。(本文来源于《重庆大学》期刊2018-04-01）
徐兴华,孙文,熊又星,王洁,腾腾[3]（2017）在《切换开关关断故障特征的快速数值计算方法》一文中研究指出在分段供电系统的故障诊断中,针对切换开关故障特征计算时间开销过大的问题,提出了一种快速数值计算方法,设计递推公式,对电流过零信号占空比和电流局部积分值的进行数值计算。与常规数值计算方法相比,在不降低计算精度的条件下,可明显减少计算时间。最后,通过实验对方法进行了验证,实验结果表明:该方法可有效提高切换开关故障诊断的计算效率。(本文来源于《计算机与数字工程》期刊2017年05期）
樊冬冬,汪志刚,杨大力,陈向东[4]（2017）在《一种快速关断沟槽型SOI LDMOS器件》一文中研究指出围绕降低沟槽型SOI LDMOS功率器件的优值,提出了一种新型多栅沟槽SOI LDMOS器件(MG-TMOS)。与常规沟槽型SOI LDMOS(C-TMOS)器件相比,新型MG-TMOS器件在不牺牲击穿电压的同时,降低了器件开关切换时充放电的栅漏电荷和器件的比导通电阻。这是因为:1)新型MG-TMOS器件沟槽里的保护栅将器件的栅漏电容转换为器件的栅源电容和漏源电容,大幅度降低了器件的栅漏电荷;2)保护栅偏置电压的存在使得器件导通时会在沟槽底部形成一层低阻积累层,从而降低器件的导通电阻。仿真结果表明:该新型沟槽型SOI LDMOS器件的优值从常规器件的503.4mΩ·nC下降到406.6mΩ·nC,实现了器件的快速关断。(本文来源于《微电子学》期刊2017年02期）
樊冬冬,汪志刚[5]（2017）在《一种高性能快速关断型槽栅MOS器件》一文中研究指出提出了一种高性能快速关断型槽栅MOS器件.与常规型器件相比,这种新型器件在氧化槽内引入了两个垂直场板,这不仅使得器件在漂移区内引入了两个新的电场峰值,增大了器件的击穿电压BV,而且使得器件垂直漏场板周围形成了一层浓度更大的积累层,降低了导通电阻.故提高了器件的巴利加优值FOM.由于这种新型器件纵向栅、漏场板之间存在的垂直场板使得影响器件开关速度的栅漏电容值部分转化为器件的栅源电容以及漏源电容.结果分析表明:氧化槽宽度为1.7μm、漂移区浓度为2.3×1015cm-3时这个新型器件巴利加优值FOM提升了84.8%,栅漏电荷Q_(GD)提升了26.8%.(本文来源于《微电子学与计算机》期刊2017年01期）
王广君,闵德顺[6]（2016）在《一种新型瞬变电磁发射机快速关断电路设计》一文中研究指出针对瞬变电磁发射机中发射线圈存在寄生电感导致发射电流关断时间过长的问题,设计了一种新型快速关断电路。在发射电流下降期间,该电路利用晶体管给发射线圈提供一条新的放电回路,利用该回路上电阻大、放电时间常数小的特点实现发射电流的快速关断。仿真和实验结果表明,该电路能够有效地降低瞬变电磁发射机的关断时间,且稳定性好。(本文来源于《工矿自动化》期刊2016年11期）
杨淼,沈运先,王衡,李纵[7]（2015）在《地质发射机恒压钳位快速关断电路的设计》一文中研究指出由于地质发射机采用双极性矩形电流脉冲,其电流下降沿特性直接影响发射机的性能,为改善发射机输出电流脉冲下降沿特性,提出一种恒压钳位快速关断电路拓扑。建立了电路参数优化模型,运用Saber对电路进行了计算和仿真分析。仿真与实验结果表明,该设计电路降低了关断电流下降时间,提高了下降沿线性度。(本文来源于《舰船电子工程》期刊2015年08期）
闫延辉[8]（2015）在《光电导功率开关的快速关断控制研究》一文中研究指出半绝缘光电导开关具有无抖动、响应速度快、高重复频率、高功率、抗电磁干扰等特性,在超快电子学、脉冲功率技术、THz技术等领域具有广泛的应用前景。特别是以砷化镓材料为代表的光电导开关,具有非线性工作模式,在高场下可被弱光触发,极大地提高了系统便携性且降低了成本,因此在大电流点火等技术领域具有很强的竞争优势。以往对半绝缘光电导开关的研究主要集中于高耐压和超快低抖动的开通特性上,而本文重点研究它的自然关断特性以及强制关断方法,通过参数优化、结构改造等方式以期在不损失功率峰值的前提下得到更高的重复工作频率和更低的关断损耗。在本文第一部分中,针对光电导开关的两种基本结构,分析了线性模式下光电导开关的关断特性及其敏感参数,给出加速关断的优化设计方案。首先,基于SilvacoTCAD的Atlas器件仿真物理建模工具,建立器件结构模型;然后,通过仿真定量地给出载流子寿命、触发光波长、触发位置及其触发方式对光电导开关的关断速度及峰值功率的影响程度;最后,通过与以往实验对比,证明了该仿真模型的有效性。高场下砷化镓等光电导开关会进入复杂的非线性工作模式,施卫教授提出的“光激发电荷畴”理论模型可以解释诸多实验现象。因此在本文第二部分中,首先用Atlas器件仿真物理建模工具对砷化镓光电导开关进行合理建模,完整模拟出了光生载流子成畴并引发局部高场雪崩的时空演化过程:光激发电荷成畴→生长并开始碰撞电离→成为雪崩发光畴→与新生电荷畴竞争电压→被新畴取代→新畴雪崩电离。其次,通过模拟多种器件材料,证明了基于具有转移电子效应的直接带隙半导体材料才能制作出非线性模式光电导开关。最后,通过定量计算分析了光电导开关自动退出非线性工作模式的热力学原因。以上这些仿真结论与以往非线性模式实验现象进行了比对,证明了该仿真模型的有效性。此外,本文对实验电路进行了集总参数建模,基于光电流瞬时曲线实验数据和Matlab工具,反演计算出砷化镓光电导开关在非线性“锁定”期间伏安特性的周期性变化,证明该周期性变化与光激发电荷畴理论预测的振荡周期基本一致。以上这些研究,为光激发电荷畴理论提供了直观佐证,并为下一步研究高倍增人为控制方法提供了所需的仿真模型。非线性模式下的载流子高倍增,导致电流锁定时间长达微秒量级,大大地限制了开关的重复频率和使用寿命,因此在本文第叁部分中,研究人为猝灭高倍增过程的方案。首先,基于以上对非线性模式下载流子高倍增物理机理的深入研究,改进了传统的纵向光电导开关结构,串联集成了 MISFET多胞结构——这个新结构被命名为绝缘栅型光电导开关(IGPCSS)。其次,对这种结构进行Atlas建模并优化参数以保证其内部电控区和光控区的静态分压比,最后,通过仿真结果证明IGPCSS达到了预期设计目标。(本文来源于《西安理工大学》期刊2015-06-30）
朱少华[9]（2014）在《具有快速关断感性负载的低端开关电路》一文中研究指出本设计实例，能够以很快的速率关断感性负载(见附图)。在附图中当连接到一个感性负载时(这里为一个15mH电感加一个10Ω电阻)，在M2周围箝位电路中其改进惯性运行通路，将关断时间减少到450μs。替代箝位电路的简单惯性运行二极管D1大约花4ms的时间可关断(本文来源于《电子报》期刊2014-09-21）
黄艳华[10]（2014）在《J-TEXT上逃逸电子和快速关断下冷前锋传播特征研究》一文中研究指出破裂是托克马克中常见的快速失控事件，它对装置的危害主要体现在叁个方面：局部热沉积毁坏第一壁；“晕电流”导致的电磁力j B使装置承受机械负载；大量的高能逃逸电子严重威胁装置的运行。许多破裂缓解手段对热沉积和“晕电流”的缓解效果十分明显，却仍无法抑制逃逸电子的产生。因此，逃逸电子的行为研究，尤其是破裂期间逃逸电子相关的物理机制研究是非常重要的。目前在中型装置上大量气体注入杂质气体时可以缓解这叁个危害。因此，大量气体注入手段最有希望能成为下一代装置的破裂缓解方案。然而，气体与等离子体的混合效率不高，穿透深度受到q=2磁面位置的影响。因此，我们很有必要研究气体的注入过程，寻求提高混合效率和穿透深度的优化方案。在托卡马克等离子体中,电子能量超过一定阈值后，它将受到电场的持续加速而成为逃逸电子。经典理论认为逃逸电子产生机制包含两个部分：狄拉克初级产生机制和次级雪崩产生机制。通过这两种机制结合并且适当加入损失项，我们可以利用数值模拟重现实验中出现逃逸电流平台的情况。另外一种分析逃逸电子的理论是逃逸电子动量空间分析。考虑电场加速作用，碰撞阻尼力的减速作用和同步辐射损失作用，利用试探粒子弛豫方程来描述逃逸电子在动量空间中的运动。逃逸电子动量空间轨迹存在两个奇点，分别代表了逃逸电子产生阈值和逃逸能量极限。通过对两个奇点的分析，我们可以得到许多关于逃逸电子产生阈值和能量极限的信息。另外，也可以向这一模型中加入其它损失项，以研究这一损失项与逃逸电子行为的关系，这里我们以随机磁扰动为例。在放电实验中，逃逸电子失控轰击限制器和壁材料时发生厚靶轫致辐射而产生硬X射线。在J-TEXT实验装置中，我们利用硬X射线诊断系统来展开与逃逸电子和破裂相关的实验研究。这一系统在这几年时间经过了多次升级，除了中平面前向、背向和径向探测器之外，装置的几个空间对称点也安装了一套空间探测器阵列，目前已经投入使用。利用SMBI触发等离子体快速关断研究杂质冷前锋的传播过程，有助于我们理解大量气体注入实验的气体穿透深度与q=2磁面位置的关系。实验结果表明，当q=2磁面越靠近等离子体边缘的时候，破裂延迟时间越短，电流猝灭时间也越短。通过ECE信号上对冷前锋传播过程的研究，我们发现，无论边界安全因子qa如何变化，冷前锋都总会停在q=2磁面附近。也就是说，气体注入深度只能到q=2磁面附近。近日，利用高速相机分析冷前锋的传播,我们能更加直观地看出冷前锋沿着q=2磁面停止。(本文来源于《华中科技大学》期刊2014-01-01）
快速关断论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
作为分布式新能源更高效率的接入形式的直流微电网技术,对实现能源可持续发展和推进节能减排具有重要意义。然而,保护技术的缺乏限制了直流微电网的应用。固态断路器能够快速切断线路故障、结构简单、无弧动作、性能可靠,并可以将短路电流限制在较低水平,是直流微电网保护技术未来的发展方向。目前基于硅(Silicon,Si)功率器件的直流固态断路器通态损耗高、器件工作结温低、耐受电压低、性能受温度影响显着,限制了固态断路器的进一步推广。碳化硅(Silicon Carbide,SiC)功率器件具有低损耗、高耐压、高工作结温以及性能受温度影响小等优良特性,为固态断路器的快速可靠关断能力提供了可能。然而,直流微电网发生短路故障时,故障电流迅速增加,会导致器件结温显着上升,使得器件工作于高温状态,可能会导致器件动、静态特性及特征参数发生改变。由于SiC功率器件关断速度较快,电流变化率较大,还会给断路器带来较大的瞬时电压应力问题。此外,为配合断路器动作,快速可靠的故障电流检测也必不可少。为了发挥SiC MOSFET的优势,确保基于SiC MOSFET的直流固态断路器具有快速、可靠关断能力,论文开展了SiC MOSFET温度特性、基于SiC MOSFET的直流固态断路器关断初期过电压抑制方法以及故障电流检测方法等方面研究。本文主要研究工作包括:(1)针对SiC MOSFET栅极电容参数难以有效提取影响建模准确性的问题,提出了基于恒流源电路的SiC MOSFET栅极电容提取方法。首先,在分析SiC MOSFET典型的电阻负载电路基础上,对所提出的基于恒流源电路的SiC MOSFET栅极电容提取方法的原理进行了详细分析;其次,以某一型号SiC MOSFET器件进行了栅极电容参数提取实验,所得到的结果与器件技术手册的结果较吻合,验证了该方法的有效性,最后,进一步分析了负载、直流电压以及环境温度等外在因素对所提方法的影响。(2)针对短路时故障电流迅速增加,导致器件结温显着上升,可能还会导致器件性能及特征参数发生改变的问题,研究了温度对SiC MOSFET性能的影响。首先,探讨了温度对SiC MOSFET输出特性、转移特性、阈值电压以及导通电阻等静态性能及特征参数的影响;其次,研究了温度对SiC MOSFET电压变化率、电流变化率等动态性能的影响规律,探讨了产生这种现象的本质原因。另外,还研究了温度对SiC MOSFET短路特性的影响。最后,基于实验结果,建立了SiC MOSFET等效电路模型,并进行了验证。(3)针对SiC MOSFET关断速度快,以其为主开关单元的固态断路器关断初期易出现电压尖峰,带来较大电压应力问题,提出了采用并联金属氧化物压敏电阻(metal oxygen varistor,MOV)作为缓冲电路来抑制断路器关断初期电压尖峰的方法。首先,基于所建立的SiC MOSFET等效电路模型,建立SiC MOSFET直流固态断路器模型,对由断路器能量吸收支路寄生电感导致的断路器关断过电压问题进行了分析;其次,详细分析了并联MOV缓冲电路抑制电压尖峰的工作原理,并对缓冲MOV取不同额定电压的抑制效果进行了仿真研究,根据缓冲MOV和吸收能量MOV电压比率,提出了可作为选择缓冲MOV额定电压的依据;最后,实验验证了所提方法的有效性。(4)针对固态断路器快速、可靠动作对故障电流检测快速性要求的问题,提出基于SiC MOSFET栅极电压的故障电流检测方法。首先,结合SiC MOSFET的短路特性波形,对基于栅极电压的故障电流检测方法的工作原理进行了分析,并设计了后续的逻辑处理及控制电路,分析了正常工作和故障时各部分的控制时序;其次,对SiC MOSFET短路特性及不同环境因素对其短路特性的影响进行了仿真,并对所提方法的有效性进行了仿真和实验验证;最后,基于上述研究结果,设计并研制了400V/1-40A SiC MOSFET的直流固态断路器样机,并对样机的性能进行了测试和分析。上述研究成果为SiC MOSFET的仿真建模及驱动系统设计,奠定了理论基础,也为低压直流固态断路器的优化设计及安全可靠运行提供技术支撑。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
快速关断论文参考文献
[1].赵哲言.快速关断与低功耗MOS栅控功率器件研究[D].电子科技大学.2019
[2].廖兴林.低压直流固态断路器用SiCMOSFET温度特性及快速可靠关断技术研究[D].重庆大学.2018
[3].徐兴华,孙文,熊又星,王洁,腾腾.切换开关关断故障特征的快速数值计算方法[J].计算机与数字工程.2017
[4].樊冬冬,汪志刚,杨大力,陈向东.一种快速关断沟槽型SOILDMOS器件[J].微电子学.2017
[5].樊冬冬,汪志刚.一种高性能快速关断型槽栅MOS器件[J].微电子学与计算机.2017
[6].王广君,闵德顺.一种新型瞬变电磁发射机快速关断电路设计[J].工矿自动化.2016
[7].杨淼,沈运先,王衡,李纵.地质发射机恒压钳位快速关断电路的设计[J].舰船电子工程.2015
[8].闫延辉.光电导功率开关的快速关断控制研究[D].西安理工大学.2015
[9].朱少华.具有快速关断感性负载的低端开关电路[N].电子报.2014
[10].黄艳华.J-TEXT上逃逸电子和快速关断下冷前锋传播特征研究[D].华中科技大学.2014
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