Введение
ГЛАВА I. Анализ конструкции высоковольтного ограничителя напряжения и постановка задачи на моделирование 15
1.1. Методы защиты силовых полупроводниковых приборов от перенапряжений 15
1.2. Конструкция и физические основы работы высоковольтного ограничителя напряжения 19
1.2.1. Конструкция высоковольтного ограничителя напряжения 19
1.2.2. Основные сведения о лавинном пробое р-п-переходов 24
1.2.3. Свойства кремния, используемого при производстве ОНС 28
1.3. Методы и проблемы численного моделирования полупроводниковых приборов 30
1.4. Выводы и постановка задачи 33
ГЛАВА II. Разработка математической модели высоко вольтного импульсного ограничителя напряжения 3 6
2.1. Основные уравнения для моделирования силовых полупроводниковых приборов 36
2.2. Моделируемая структура ОНС. Краевые условия 40
2.2.1. Геометрия моделируемой структуры ОНС 40
2.2.2. Омические контакты 45
2.2.3. Тепловые свойства моделируемой структуры ОНС 46
2.3. Диффузионные профили распределения концентрации легирующей примеси в моделируемой структуре ОНС 48
2.4. Аппроксимация моделируемой структуры ОНС сеткой 51
2.5. Модели физических эффектов, определяющих поведение электрических характеристик ОНС 53
2.5.1. Ширина запрещенной зоны и собственная концентрация свободных носителей заряда 53
2.5.2. Лавинная генерация носителей заряда 55
2.5.3. Подвижность носителей заряда 57
2.5.4. Рекомбинация носителей заряда 59
2.6. Учет параметров внешней электрической схемы при моделировании высоковольтного импульсного ограничителя напряжения 61
2.7. Начальные условия при моделировании 63
2.8. Выводы 64
ГЛАВА III. Моделирование, оптимизация и разработка конструкции высоковольтного импульсного ограничителя напряжения 66
3.1. Исходные параметры моделируемой структуры ОНС 66
3.2. Расчет параметров лавинообразования ОНС 68
3.3. Моделирование вольтамперной характеристики ОНС 75
3.4. Моделирование динамической характеристики ОНС 80
3.5. Исследование влияния инжекции носителей заряда прямосмещенным р-п-переходом на электрические параметры ОНС 82
3.6. Моделирование нестационарных тепловых процессов в ОНС 87
3.7. Исследование распределения напряженности электрического
поля на поверхности p-n-переходов ОНС 90
3.8. Разработка конструкции высоковольтного импульсного ограничителя напряжения с низким значением динамического сопротивления и увеличенным значением максимальной рассеиваемой энергии лавинообразования 93
3.9. Результаты моделирования и экспериментальных исследований разработанных конструкций высоковольтного импульсного ограничителя напряжения 100
3.10. Выводы 105
Заключение 107
Библиографический список литературы
