Мощная импульсная энергетика. Пичугина М.Т. - 89 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

кафедра ТЭВН ЭЛТИ ТПУ
89
примеси в базе не может превышать 10
14
см
-3
, что на стадии
отключения соответствует максимальной плотности тока около 160-
200 А/см
2
. Однако путем увеличения площади структуры и создания
сборок из последовательно соединенных структур возможно
увеличение рабочих параметров прерывателя по току и напряжению.
Рекордными параметрами для последовательно соединенных ДДРВ
являются импульсы с амплитудой напряжения 80 кВ, током 800 А
и частотой следования 1 кГц.
Основное противоречие, препятствующее разработке мощного
наносекундного полупроводникового прерывателя на основе метода
токовой инжекции заряда, состоит в том, что процесс обрыва тока
развивается в низколегированной базе диода. При этом возможно
либо получение наносекундного времени отключения тока с низкой
плотностью, которая определяется собственной проводимостью базы,
свободной от избыточной плазмы (ДДРВ), либо получение высокой
плотности отключаемого тока при его последующем медленном спаде
через структуру, база
которой заполнена плотной плазмой
(выпрямительный силовой диод).
Наблюдаемый эффект обрыва тока, названный SOS – эффектом
(Semiconductor Opening Switch), отличается от режима работы
полупроводниковых прерывателей по первому методу (ДДРВ)
следующим:
- на два порядка более высокой плотностью тока, которая не
может быть объяснена с позиций дрейфового механизма;
- неравенством заряда, протекающего в прямом и обратном
направлении;
- существованием эффекта уменьшения времени обрыва тока в
2-3 раза в сборке из нескольких параллельных диодов по
сравнению с одиночным.
Физическая картина процессов, проходящих в
полупроводниковом размыкателе (ППР) на основе диода,
представлена на рис. 2.34 и рис. 2.35.
При прохождении через диод типа р
+
- n - n
+
прямого тока I
+
происходит инжекция дырок и электронов, которые движутся
навстречу друг другу. Подавляющая часть накопленного заряда
сосредоточена в высоколегированных областях структуры: электроны
– в р
+
- области, дырки – в n
+
- области. Концентрация носителей в
базе достигает значений ∼ 10
16
см
-3
. Кривая 2 (рис. 2.34) соответствует

Страницы