Распространение - включенное состояние
Cтраница 1
Распространение включенного состояния в направлении, нормальном к ее фронту, характеризуется определенной скоростью. Из-за больших математических трудностей в настоящее время практически не получено приемлемое для количественных расчетов аналитическое выражение, описывающее скорость распространения включенного состояния. [1]
Распространение включенного состояния вызывает распространение излучающей области, что также дает в руки экспериментаторов соответствующую методику. [2]
Исследование распространения включенного состояния вдоль р-п-р-л - структуры. [3]
 |
Зависимость рассеиваемой мощности от средней величины прямого тока. [4] |
Явление распространения включенного состояния, заключается в том, что При отпирании тиристора плотность тока оказывается существенно различной в разных участках площади структуры. Первоначально отпирается участок катода диаметром 200 - 300 мкм вблизи места присоединения управляющего электрода. Далее включенное состояние распространяется по остальной площади катода со скоростью около 0 05 - 0 1 мм / мкс. Причина явления состоит в неравномерной инжекции эмиттера вследствие падения напряжения вдоль эмиттерного перехода при протекании управляющего тока по базовой области. Распространение включенного состояния связано с диффузией инжектированных носителей заряда. Поэтому неравномерность распределения тока не существенна, если поперечные размеры катода малы ( менее 300 мкм) и в течение времени включения носители заряда заведомо успевают продиффундировать по всей площади катода. Чрезмерная локализация тока в момент отпирания тиристора может привести к отказу прибора вследствие разрушения ( выгорания) кристалла. В ТУ или справочных данных указывается максимальное значение ( dijdt) макс - скорости нарастания анодного тока, при которой допустима надежная работа тиристора. [5]
Во время распространения включенного состояния ток, текущий через структуру, распределен по площади неравномерно. Неравномерное распределение плотности тока приводит к тому, что в базовых слоях появляются поля, причем довольно значительные ( 3 - 8 В / см по оценкам [103]), которые вызывают протекание тангенциальных токов. Направление полей такое, что из включенной области в невключенную текут токи основных носителей заряда. Эти токи являются фактически токами управления для невключенной области, они вызывают инжекцию неосновных носителей заряда, вследствие чего и происходит ее включение. [6]
Простая модель распространения включенного состояния вдоль р-п-р-п - структуры. [7]
Конечная скорость распространения включенного состояния также является причиной локального выделения энергии при включении тиристора по аноду ( при в. В этих случаях включение полупроводниковой структуры тиристора тоже начинается с некоторой ограниченной области. Поэтому для многих тиристоров ( особенно высоковольтных) включение по аноду может привести к повреждению р-п-р-и - структуры. [8]
Сущность процесса распространения включенного состояния заключается в следующем. В базовых слоях во включенной области тиристора благодаря протеканию тока в открытом состоянии накапливаются избыточные заряды неравновесных электронов и дырок. Некоторая часть основных носителей заряда ( дырок в базе р2 и электронов в базе п) поступает из включенной области в прилегающие участки невключенной области тиристора, При этом в базовых слоях тиристора протекают продольные токи основных носителей заряда. В период резкого спада анодного напряжения потоки основных носителей заряда из включенной области расходуются преимущественно на компенсацию области объемного заряда коллекторного перехода в невключенной области тиристора. Однако с течением времени потоки основных носителей заряда из включенной области начинают превышать их значения, необходимые для компенсации области объемного заряда коллекторного перехода. При этом в базовых слоях участков, прилегающих к включенной области, начинают накапливаться избыточные заряды основных носителей. [9]
 |
Типичная зависимость скорости распространения включенного состояния в тиристорах от плотности тока.| Зависимость скорости распространения включенного состояния в тиристорах от времени. [10] |
Типичные значения скорости распространения включенного состояния в силовых тиристорах равны нескольким сотым долям миллиметра за микросекунду. [11]
Различают два механизма распространения включенного состояния по площади тиристора: диффузионный и дрейфовый. Как следует из самих названий, эти механизмы отличаются друг от друга способом переноса основных носителей в базовых слоях из включенной области в соседние невключенные участки тиристора. Если перенос осуществляется преимущественно за счет диффузии основных носителей заряда, то говорят, что преобладает диффузионный механизм распространения включенного состояния. Если же перенос основных носителей осуществляется преимущественно за счет дрейфа, то говорят, что преобладает дрейфовый механизм распространения включенного состояния. [12]
Если же имеет место распространение включенного состояния, то часть дырок по базе р из включенной области тиристора переходит в соседний, невключенный участок. Следовательно, р-п - р транзистор должен в этом случае поставлять в базовой слой п-р - п транзистора больше дырок, чем при отсутствии распространения включенного состояния. Другими словами, должно выполняться условие: а. Аналогично по / г2 - базе часть электронов из включенной области тиристора переходит в невключенную. [13]
Рассмотрены следующие вопросы: скорость распространения включенного состояния по площади р-п - р - - структуры при включении по управляющему электроду; с. Основной упор сделан на физическую картину процессов. [14]
Экспериментальные исследования показали, что скорость распространения включенного состояния равна примерно 0 1 мм / мкс. В [27] обнаружена некоторая ( вообще говоря, довольно слабая) зависимость скорости распространения от толщин базовых областей, удельного сопротивления широкой га-базы и времени жизни дырок в ней. [15]
Страницы: 1 2 3 4