20 kV SiC GTO关断失效机理研究

• 作者: 刘青 蒲红斌
• 来源期刊: 电力电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: 晶闸管 动态雪崩 关断失效
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 电力电子器件和电力电子系统的可靠性|Reliability of Power Electronic Devices and Power Electronic Systems
• 页码范围: 43-46
• 页数: 4页
• 分类号: TN34
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-100X.2021.12.012

摘要

碳化硅(SiC)可关断晶闸管(GTO)在感性负载关断过程中,过流应力会导致器件发生关断失败的现象,从而影响器件的可靠性,限制安全工作区(SOA).此处通过Sentaurus-TCAD模拟软件对20 kV SiC GTO不同初始关断电流的关断特性进行了研究,分析了引起关断失效的原因及其影响因素.结果 表明,当关断电流密度达到-2400 A· cm-2时,SiC GTO发生强烈的动态雪崩,产生稳定的电流丝,导致器件关断失效.另外,增加P+缓冲层的掺杂浓度,动态雪崩效应被削弱,且器件关断时间减小了;而P+缓冲层厚度的增加,对动态雪崩强弱几乎没有影响.外电路的门极电感由1 nH增加为10 nH,动态雪崩强烈,导致器件关断失败.