Текущая техника инъекции - Current injection technique

В текущая техника инъекции это метод, разработанный для уменьшения переходных процессов при выключении биполярного питания полупроводник устройств. Он был разработан и опубликован доктором С. Эйо из Стаффордширский университет (объединенное Королевство ) в 2007.

Фон

Переходный процесс выключения кремний -основные биполярные полупроводниковые устройства, вызванные накопленным в устройстве зарядом во время состояния прямой проводимости, ограничивают скорость переключения устройства, что, в свою очередь, ограничивает эффективность приложения, в котором оно используется.

Различные методы, такие как управление сроком службы несущей, эффективность ввода и устройства буферного слоя, использовались для минимизации переходных процессов при выключении, но все они приводят к компромиссу между потерями в состоянии включения и скоростью переключения.

Детали техники

Текущая техника впрыска, рассмотренная в публикациях доктора Эио, оптимизирует переходный процесс переключения мощности. диоды, тиристоры и биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) без необходимости изменения структуры этих устройств. Чтобы реализовать текущую технику инъекции, Текущий Схема инжекции была разработана с результатами, показывающими, что инжекция дополнительного тока во время ее переходного процесса переключения может уменьшить заряд обратного восстановления данного силового диода и тиристор, а также уменьшить хвостовой ток биполярные транзисторы с изолированным затвором.

Практические экспериментальные результаты по диоды и тиристоры показали, что амплитуда необходимого инжектируемого тока пропорциональна пиковому току обратного восстановления, и доказали, что в этих устройствах наблюдается мгновенное увеличение рекомбинации носителей тока во время инжекции дополнительного тока. Это помогает предотвратить попадание в устройство большого отрицательного тока, что, в свою очередь, снижает его заряд обратного восстановления и время обратного восстановления. Результаты, полученные в результате экспериментов с биполярные транзисторы с изолированным затвором показали значительное сокращение времени падения тока до нуля при подаче встречного тока в устройство во время его переходного процесса выключения. Дальнейшие результаты численного моделирования показали, что временное увеличение закачиваемого встречного тока рекомбинация в устройстве и, следовательно, уменьшить извлеченные избыточные носители, хранящиеся в устройстве.

Чтобы предотвратить коммутацию схемы и соединение между схемой подачи тока и основной испытательной схемой, где тестируемое устройство (DUT) подключен, неинвазивная цепь была разработана для магнитного соединения двух цепей.

Таким образом, технология ввода тока позволяет использовать устройства с низким прямым падением напряжения для высокочастотных приложений. Это также подразумевает более дешевую стоимость устройств, поскольку на этапах производства требуется меньше этапов обработки, на которых снижается потребность в методах управления сроком службы носителей. Это устранило необходимость в полупроводниковом устройстве, используемом в цепи подачи тока, чтобы иметь высокое номинальное напряжение пробоя, а также обеспечивало электрическую изоляцию. Типичное применение этого метода в цепи индуктивного прерывателя нагрузки показало значительное снижение хвостового тока биполярные транзисторы с изолированным затвором, а также обратное время восстановления и заряд обгонный диод использовал.

Рекомендации

Примечания
  • С. Эио., Н. Шаммас., «Снижение хвостового тока IGBT за счет подачи тока», 43-я Международная конференция университетов по энергетике, Падуя, Италия, 1–4 сентября 2008 г.
  • С. Эио., Н. Шаммас., «Схема прерывателя с технологией инжекции тока для увеличения рабочей частоты», 9-й Международный семинар по силовым полупроводникам, Прага, Чешская Республика, 27–29 августа 2008 г.
  • С. Эйо., Н. Шаммас., «Переходный процесс переключения силового диода», 41-я Международная конференция университетов по энергетике, Ньюкасл, Соединенное Королевство, 6–8 сентября 2006 г., том 2, стр. 564–568, цифровой идентификатор объекта 10.1109 / УПЭК.2006.367541
  • Н. Шаммас., С. Эйо., «Новая методика уменьшения заряда обратного восстановления силового диода», 12-я Европейская конференция по силовой электронике и приложениям, EPE 2007, Ольборг, Дания, 2–5 сентября. 2007 P.1-8, Идентификатор цифрового объекта 10.1109 / EPE.2007.4417713
  • Н. Шаммас., С. Эио., «Новая методика уменьшения заряда обратного восстановления энергетического тиристора», 42-я Международная конференция по энергетике университетов, Брайтон, Великобритания, 4-6 сентября 2007 г., стр. 1222–1227, идентификатор цифрового объекта 10.1109 / UPEC.2007.4469126
  • Н. Шаммас., С. Эио., Д. Чамунд., «Полупроводниковые приборы и их использование в приложениях силовой электроники», World Scientific and Eng. Академия и общество, Венеция, Италия, 21-23 ноября 2007 г.
  • Н. Шаммас, С. Эйо, С. Натан, К. Шукри, Д. Чамунд., «Тепловые аспекты силовых полупроводниковых устройств и систем», VII конференция «Тепловые проблемы в электронике», MicroTherm'07, 24–28 июня 2007 г., Лодзь , Польша