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5. 1 电力整流管

电力整流管. 5. 1 电力整流管. 1 、电力整流二极管的结构. 2 、 PiN 结二极管的反向耐压特性与耐压设计. 3 、表面造型与保护. 内容. 4 、 PiN 二极管通态特性. 5 、 PiN 二极管动态特性. 6 、快恢复整流管 （ FRD). 电力整流管. 1 、电力整流二极管的结构. 阳极. 阴极. p. n -. n. p. n. NPT. n -. 结构. PT. 电力整流管. 2 、二极管的反向耐压特性与耐压设计. 单边突变结 （ P + -N ） 结的雪崩击穿电压 P + NN + （ PIN ) 二极管的击穿电压

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5. 1 电力整流管

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  1. 电力整流管 5.1电力整流管 1、电力整流二极管的结构 2、PiN结二极管的反向耐压特性与耐压设计 3、表面造型与保护 内容 4、PiN二极管通态特性 5、PiN二极管动态特性 6、快恢复整流管 （FRD)

  2. 电力整流管 1、电力整流二极管的结构 阳极 阴极 p n- n p n NPT n- 结构 PT

  3. 电力整流管 2、二极管的反向耐压特性与耐压设计 单边突变结（P+-N）结的雪崩击穿电压 P+NN+（PIN)二极管的击穿电压 二极管耐压的设计 主要内容 1）单边突变结（P+-N）结的雪崩击穿电压 μn取为1350～1550cm2/V.s

  4. E + + P N N E cr xB x 0 w I 电力整流管 2）PT二极管的击穿电压

  5. 非穿通结构的wN大于xmB 电力整流管 3）二极管耐压的设计 设计过程 （1）NPT结构二极管的耐压设计: ① ④ ② ③ 设计指标 VB xmB wN ① C=94~106 ② A=0.531 ③ ④

  6. 电力整流管 3）二极管耐压的设计 （2）PT结构二极管的耐压设计: 确定满足耐压，并且使I(N-)区厚度最小的I区电阻率ρno和最小的 I区厚度wIm 设计思想

  7. 对于一定的VPT, 电力整流管 PT二极管的耐压设计: 使wI为最小值的ρn0和wIm 在击穿电压VPT一定时,有一个最小的基区宽度WI,而且必须在电阻率为ρno的条件下

  8. V 体内 PN 结 特性 PN 表面 结 特性 R 表 体 面 内 PN PN 结 结 合成特性 I R 电力整流管 3、 表面造型与保护 表面电场与表面击穿 结的的边缘造型技术 整流管的表面造型 P-N结的表面钝化与保护 1）表面电场与表面击穿 内容 表面PN结与体内 PN结的特性 表面PN结与体内 PN结的等效电路 提高表面击穿电压的主要方法是表面造型技术

  9. 降低表面 电场的机理 电力整流管 2）PN结的的边缘造型技术 正斜角 表面斜角造型技术 负斜角 PN结的的边缘造型技术 场限环 表面斜角造型技术——正斜角 ★正斜角是从重掺杂至轻掺杂结面积逐步减小的结。 ★正斜角作用是降低表面电场。

  10. 电力整流管 表面斜角造型技术——负斜角 ★负斜角是从轻掺杂至重掺杂结面积逐步减小的结。 ★由于P+区是重掺杂，所以在一定的斜角范围内斜面的耗尽层宽度反而小于体内的。 xs

  11. 电力整流管 ★负斜角造型时，应采用深扩散低浓度梯度有利于表面电场的降低。 ★当轻掺杂区的杂质浓度较小时，体内的VB虽能得到提高。但负斜角必须很小，才能把最大电场减小到同样值。对击穿电压4000V以上的器件，要求负斜角小于1°，这很难实现。 表面斜角造型技术——负斜角

  12. 电力整流管 PN结的的边缘造型技术——场限环 ★场限环是扩散形成P-N结的同时，在其周围做同样掺杂的一个扩散环。场限环和主结及其它电极无接触。 ★场限环的作用是相当于在平面型功率器件的边缘增加了一个电压的分压器,由于场限环的存在使电压分配在更长的一段距离内,从而阻止了由于电场过高而出现的击穿。 ★场限环的设计原则是主PN发生雪崩击穿之前其耗尽区与场限环穿通,继续上升的外加电压则由场限环来承担,主结电场就会得到控制。

  13. 双角造型 电力整流管 3）整流管的表面造型 ★NPT整流管—单正斜角造型 双角造型 ★PT整流管 台面造型 穿通结构的I区较窄，耗尽层可能扩展到N+区，形成表面穿通。耗尽层在N+区受到抑制，在NN+结产生电场集中，发生表面击穿。双角造型和台面造型会抑制表面NN+结的电场集中。 台面造型

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