用于高功率电磁脉冲防护的SiC-TVS器件设计研制

发布时间：2024-02-25 00:04

　　高功率电磁脉冲可在电子信息设备电缆上耦合产生浪涌骚扰,瞬态电压抑制器(transient voltage suppressor,TVS)是抑制浪涌骚扰的重要防护器件。现有TVS器件多为Si基材料,受限于材料特性,在响应速度和通流能力上存在不足。因此,选择Si C材料设计新型Si C-TVS器件,新型器件采用NPN结构,通过动态响应仿真确定了基本参数,对器件在高功率电磁脉冲下的热失效进行了仿真研究。采用深度刻蚀槽工艺加工了该批器件,选取结面积和工作电压相近的Si-TVS进行对比测试;测试结果表明:新研制的Si C-TVS器件在快前沿脉冲下的响应速度显著优于Si-TVS;在10/1 000μs浪涌脉冲注入下,Si C-TVS的通流能力为Si-TVS的6倍。

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【部分图文】：

图2SentaurusTCAD数值仿真流程示意Fig.2FlowchartofSentaurusTCADnumericalsimulation

宓缪乖炊宋?阑て骷?岸耍?拷?50电阻端为器件后端。仿真计算中器件两端电压即为器件前端和后端的电压。注入脉冲波形参数为：上升时间100ps，脉宽500ps，电压幅值3000V。研究相同穿通电压下，不同P区厚度和掺杂浓度对快脉冲防护的影响，选取典型的P区参数见表1，上述参数均对应相....

图3TVS器件快前沿脉冲仿真电路图Fig.3Fastfrontierpulsesimulationcircuitdiagramof

?后端的电压。注入脉冲波形参数为：上升时间100ps，脉宽500ps，电压幅值3000V。研究相同穿通电压下，不同P区厚度和掺杂浓度对快脉冲防护的影响，选取典型的P区参数见表1，上述参数均对应相同的穿通电压，对于同组P区参数，研究不同结面积(0.001~0.5mm2)对器件响应的....

图1双向TVS器件结构图Fig.1StructuraldiagramofbidirectionalTVSdevices

俣雀哂?Si-TVS器件，即该器件具有更快的响应速度。SiC材料的高热导率使得SiC-TVS器件可以在浪涌冲击后更快地将热量导出，具有更好的通流能力[8-10]。具备上述优点的SiC-TVS器件可更好地用于快前沿的高功率电磁脉冲防护，改善Si-TVS在响应速度和通流能力的缺陷，具....

图6具有mesa终端的SiC-TVS器件结构Fig.6SiC-TVSdevicestructurewithmesaterminal

2118高电压技术2020,46(6)图6具有mesa终端的SiC-TVS器件结构Fig.6SiC-TVSdevicestructurewithmesaterminal了深度刻蚀槽mesa结构的SiC-TVS器件，对制备完毕的器件选取6个大单元进行取样测试，其中单元1、单元3、单....

本文编号：3909757