Wyniki 1-3 spośród 3 dla zapytania: authorDesc:"Kamil BARGIEŁ"

Charakterystyki statyczne tranzystora mocy SiC-JFET DOI:10.15199/48.2018.08.17

Czytaj za darmo! »

Na początku lat 90-tych XX wieku w laboratoriach badawczych opracowano pierwsze przyrządy półprzewodnikowe wykonane z węglika krzemu (SiC), charakteryzujące się lepszymi wartościami parametrów niż przyrządy wykonane z krzemu. Technologia SiC umożliwia konstruowanie przyrządów półprzewodnikowych charakteryzujących się wysoką wytrzymałością napięciową oraz pozwala na pracę tych przyrządów w wysokich temperaturach [1-3]. W roku 2008 firma SemiSouth [4] wprowadziła do sprzedaży tranzystor SiC-JFET, którego zasadniczą zaletą jest wytrzymałość napięciowa znacznie przekraczająca wartość 1 kV, co pozwala na stosowanie tego przyrządu na przykład w układach wysokonapięciowych zasilaczy impulsowych SMPS (Switching - Mode Power Supply) lub systemach zasilania bezprzerwowego UPS (Uninterruptible Power Supply) [5-7]. Należy podkreślić, że krzemowe tranzystory JFET osiągają wartości tego parametru wielokrotnie mniejsze [8-10]. Istotny wpływ na wartości parametrów oraz kształt charakterystyk elementu półprzewodnikowego ma temperatura jego wnętrza. Producenci podają na przykład w notach katalogowych wartości dopuszczalnej temperatury wnętrza elementu, po przekroczeniu której nie gwarantują właściwości elementu określonych danymi katalogowymi. Okazuje się, że w przypadku rozważanego tranzystora SiCJFET dopuszczalna wartość temperatury wnętrza wynosi 175°C [4], co jest wartością zaskakująco niską, gdyż w krzemowych przyrządach dostępnych komercyjnie wartość tego parametru wynosi typowo 150°C [8, 9], a dla niektórych przyrządów sięga ona nawet 200°C [10]. Producent udostępnił w karcie katalogowej badanego tranzystora SiC-JFET standardowy zestaw prądowonapięciowych charakterystyk statycznych uzyskanych w warunkach izotermicznych tzn. przy założeniu, że temperatura wnętrza elementu jest stała i dodatkowo jest równa temperaturze otoczenia. Z drugiej strony, ważnym zjawiskiem wpływającym na parametry i charakterystyki przyrządów półprzewodniko[...]

Modelowanie tranzystora SiC-JFET w programie PSPICE DOI::10.15199/48.2019.01.54

Czytaj za darmo! »

Wprowadzenie Od roku 2008 na rynku dostępne są nowoczesne tranzystory JFET mocy (Junction Field-Effect Transistor) wykonane z węglika krzemu (SiC), które w porównaniu do klasycznych tranzystorów krzemowych charakteryzują się na przykład wyższymi dopuszczalnymi wartościami prądów oraz napięć zaciskowych, a także krótszymi czasami przełączania. Z tego względu wymienione elementy znajdują zastosowanie głównie w energoelektronicznych układach kluczujących mocy [1-3]. Niezbędnym narzędziem inżyniera-konstruktora układów elektronicznych są odpowiednie programy komputerowe przeznaczone do projektowania i analizy układów elektronicznych, zawierające wiarygodne modele elementów elektronicznych, w tym również przyrządów półprzewodnikowych. Na rynku dostępnych jest wiele programów tego typu, a jednym z najpopularniejszych jest SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) [4] oferowany przez wielu producentów oprogramowania w zróżnicowanych wydaniach. Na przykład, program PSPICE firmy Cadence Design Systems Inc. posiada obszerną bibliotekę modeli elementów biernych, a także modeli przyrządów półprzewodnikowych, w tym modelu Shichmanna-Hodgesa [4] krzemowego tranzystora JFET. W pracy oceniono przydatność wymienionego modelu pod kątem wyznaczania wybranych charakterystyk tranzystora JFET wykonanego z węglika krzemu. W tym celu wyniki symulacji porównano z autorskimi wynikami pomiarów charakterystyk statycznych tranzystora SiC-JFET o symbolu SJEP170R550 firmy SemiSouth [5]. Oceniono wpływ temperatury otoczenia na parametry i charakterystyki wymienionego przyrządu półprzewodnikowego. Z uwagi na zaobserwowane rozbieżności pomiędzy wynikami symulacji i pomiarów, zaproponowano modyfikacje wybranych zależności analitycznych wbudowanego modelu Shichmanna-Hodgesa tranzystora JFET wpływające na zwiększenie jego dokładności, co potwierdzono uzupełniającymi wynikami weryfikacji eksperymentalnej. Postać modelu tranzystora JFET [...]

Przyrządy półprzewodnikowe z węglika krzemu - pomiary, modelowanie i aplikacje DOI:10.15199/ELE-2014-097


  Kluczową rolę w rozwoju elektroniki i energoelektroniki pełnią elementy półprzewodnikowe, w tym elementy mocy o coraz lepszych parametrach. Materiały półprzewodnikowe stanowią podstawowy materiał w konstrukcji elementów mocy. Na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat nastąpił gwałtowny rozwój i postęp technologiczny pozwalający na wykorzystanie w tym celu materiałów półprzewodnikowych o coraz doskonalszych właściwościach. Oprócz powszechnie już stosowanych w przemyśle elektronicznym materiałów półprzewodnikowych, takich jak krzem i arsenek galu, pojawiają się nowe materiały, czego przykładem może być węglik krzemu. W pracy przedstawiono wyniki badań prowadzonych w Katedrze Elektroniki Morskiej (KEM) Akademii Morskiej w Gdyni w zakresie modelowania i pomiarów zarówno przyrządów SiC, jak i układów elektronicznych z tymi przyrządami. Właściwości węglika krzemu Dopuszczalne wartości parametrów roboczych półprzewodnikowych przyrządów mocy takich, jak napięcia i prądy zaciskowe, temperatura wnętrza, gęstość mocy oraz częstotliwość pracy, w dużym stopniu zależą od parametrów materiałowych oraz właściwości półprzewodników stosowanych do konstrukcji tych przyrządów. W tabeli 1 porównano wartości wybranych parametrów materiałowych, tj. szerokości przerwy energetycznej Eg, krytycznego natężenia pola EC, ruchliwości elektronów μn i dziur μp, prędkości nasycenia elektronów νS, koncentracji samoistnej ni oraz przewodności cieplnej λth krzemu oraz węglika krzemu o odmianie krystalicznej (politypii) 4H. 3-krotnie wyższą wartością szerokości przerwy energetycznej Eg, 8-krotnie wyższą wartością krytycznego natężenia pola EC, 2-krotnie wyższą wartością prędkości nasycenia elektronów νS oraz ponad 3-krotnie wyższą wartością przewodności cieplnej λth, co potencjalnie stwarza możliwość wytwarzania z tego materiału przyrządów półprzewodnikowych o wyższej wytrzymałości napięciowej i temperaturowej, a także o mniej[...]

 Strona 1