隨著現(xiàn)代智能時(shí)代的到來,半導(dǎo)體芯片技術(shù)的地位越來越重要,國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的支持力度也逐年上升。PIN二極管和IGBT作為半導(dǎo)體領(lǐng)域最普遍和最高端的兩種功率器件,一直是研究的熱點(diǎn)問題。對兩者的仿真建模有利于促進(jìn)器件在工程中的相關(guān)應(yīng)用,方便科研人員利用器件模型進(jìn)行電路級的仿真,因此具有很大的實(shí)際意義。本文首先介紹了 PIN二極管的結(jié)構(gòu)和原理,闡述了載流子的擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng),推導(dǎo)出PIN二極管內(nèi)載流子傳輸?shù)碾p極性擴(kuò)散方程。利用傅里葉變換得到雙極性擴(kuò)散方程在正向穩(wěn)態(tài)情況下的近似解,然后基于4H-SiC材料的PIN二管提出了一種考慮溫度影響的正向特性計(jì)算模型。然后利用有限元差分法的思想將雙極性擴(kuò)散方程轉(zhuǎn)化矩陣代數(shù)方程,并將得到的矩陣方程移植到PSPICE軟件中,通過電路仿真軟件求解PIN二極管的物理方程,最后得到PIN二極管動(dòng)態(tài)特性。通過與器件仿真的結(jié)果對比,很好的驗(yàn)證了模型的正確性。最后基于PIN的研究,將IGBT等效為MOSFET和PIN二極管兩個(gè)部分,利用PSPICE建立了 IGBT的模型。該模型主要通過從已知的電學(xué)特性數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)匹配,模型可以直接編寫成庫文件,方便用戶的調(diào)用,具有很好的實(shí)... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

礴P川二極管的ATLAS仿真圖

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＼ＩＮ??圖２－６?Ｊｌ處的電子和空穴電流密度占比??圖２－６表示了在２９８Ｋ和３９８Ｋ兩個(gè)溫度下ＪＩ結(jié)處的電子電流密度和空穴電??流密度占總電流密度的比例隨電壓的變化。對于．ＩＩ結(jié)，由于左邊是ｐ型高摻雜??區(qū)，空穴是多子，右邊基區(qū)是ｎ型的低摻雜區(qū)，開始電壓較小時(shí)電流的產(chǎn)生主要??是空穴的擴(kuò)散，低濃度的電子復(fù)合電流占比很小。隨著電壓升高，基區(qū)被注入，??基區(qū)的雙極性載流子濃度都顯著升高，導(dǎo)致空穴的漂移電流占比減小，電子復(fù)合??占比增大，電子電流的逐漸占主導(dǎo)地位。Ｍ時(shí)比較２９８Ｋ和３９８Ｋ兩個(gè)溫度下的??趨勢，溫度升高，曲線同樣發(fā)生左移，但是溫度對電子電流和空穴密度的組成占??比不會(huì)產(chǎn)生明顯影響。??１?］?．／／??２５〇?－?？?＿?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?？?／?＊／??ｎ０＾６＇?２９８Ｋ?ｔ／???Ｄｙａｋｏｎｏｖａ?、?？??ｒ?…—一／／??－１５°；?／／??１〇０?－?／：／??５０?■

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高壓IGBT暫態(tài)機(jī)理模型分析[J]. 姬世奇,趙爭鳴,袁立強(qiáng),魯挺.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(11)
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碩士論文
[1]一種基于Pspice的IGBT模型的研究與應(yīng)用[D]. 沈源.江南大學(xué) 2017
[2]基于PSpice的IGBT建模與損耗仿真分析[D]. 穆懷宇.哈爾濱理工大學(xué) 2013
[3]PIN二極管反向恢復(fù)機(jī)理的研究[D]. 董方媛.沈陽工業(yè)大學(xué) 2013
[4]PIN二極管動(dòng)態(tài)特性的計(jì)算機(jī)仿真分析與研究[D]. 劉欣.沈陽工業(yè)大學(xué) 2012
[5]IGBT模型仿真研究[D]. 趙芬.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[6]高壓IGBT的建模與仿真[D]. 胡澤先.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[7]IGBT特性的分析仿真[D]. 王宏.沈陽工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3219615