| Название: | Теоретическое исследование и моделирование номинальных и предаварийных режимов сильноточных полупроводниковых приборов нового поколения |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 08 - ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК |
| Научная дисциплина: | 08-303 Сильноточная электроника и электроника больших мощностей |
| Ключевые слова: | мощная импульсная полупроводниковая электроника, мега- и гигаваттные переключатели, реверсивно-включаемые динисторы, силовые микросхемы, инжекция плазмы, отрицательное дифференциальное сопротивление, пространственная неустойчивость тока, локализация тока, динамический перегрев, моделирование, критические режимы, область безопасной работы. |
| Время действия проекта: | 2007-2009 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Горбатюк,АВ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 07-08-00689 |
| Финансирование 2007 г.: | 200000 |
| Исполнители: |
Игумнов,КВ : лаб. мощных полупроводниковых приборов (Векслера,МИ)
|
Объектами исследования проекта являются физические новые импульсные тиристоры и реверсивно-включаемые динисторы микросекундного диапазона мощностью от 10 МВт до 1 ГВт, а также силовые микросхемы мегаваттной мощности: биполярне транзисторы и тиристоры с изолированными МОП-затворами, способне работать на частотах повторения импульсов до 200 кГц. Освоение этих приборов выводит направление "Мощная импульсная полупроводниковая электроника" на качественно новые рубежи. В то же время, из-за необычайно высокой плотности переключаемой мощности многократно усиливается угроза их отказов и аварии. Поэтому к ним предъявляются повышенные требования по стойкости к электрической и тепловой перегрузке, а также к неконтролируемому срабатыванию под действием случайных внешних факторов. Тем не менее, из-за особенностей новых жестких условий теоретические представления о границах области их надежной работы в настоящее время далеки от совершенства. Уровень надежности грубо оценивается из дорогостоящих натурных испытаний, или же путем трудоемкого численного моделирования, зачастую малоэффективного ввиду проблем адекватной интерпретации численных массивов гипертрофированной размерности. В предлагаемом проекте ставится задача развития теоретического базиса мощной импульсной электроники на основе разработки аналитико-вычислительных теоретических описаний номинальных физических режимов рассматриваемых приборов и дополнительного теоретического исследования проблем устойчивости и динамики предаварийных режимов. Для решения этой задачи планируется выполнить следующие: - Теоретически исследовать физические особенности, вносимые переходом от милли- к микро- и субмикросекундному временным интервалам в вхождением в диапазон мега- и гигаваттных мощностей. - Теоретически исследовать механизмы неустойчивости пространственного распределения тока при кратковременной электрической перегрузке (для кремния - в непредвиденных ситуациях с плотностью тока 1-10 кА/кв.см и локальными полями 100-200 и выше кВ/см). - Теоретически исследовать физические механизмы тепловой перегрузки (с кратковременным подъемом температуры до 700 К и выше) и установить критерии допустимой работы, а также выполнить моделирование режимов перегрузки для конкретных конструкций и режимов цепей. - Теоретически установить критерии для динамического запаса устойчивости блокирующего состояния транзисторов и тиристоров с изолированными МОП-затворами, включая приборы на основе широкозонных материалов (SiC)
