Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Obrazowanie termiczne stanów przejściowych przy załączaniu tyrystora

Kałuża M., Napiórkowski K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 10

1199-1201

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące możliwości zastosowania kamery termowizyjnej do rejestracji termogramów szybkich procesów przejściowych generacji ciepła w czasie załączania otwartej struktury półprzewodnikowej tyrystora. Badania wykazały możliwość rejestracji termogramów w czasie załączania przyrządu półprzewodnikowego mocy przy odpowiednim doborze niestandardowych ustawień pracy kamery termowizyjnej.

EN

The paper presents the results of investigations on possible use of a thermal imaging camera for the recording of fast transient processes of heat generation during the switching of semiconductor structures in semiconductor power devices, based on measurements of a thyristor semiconductor structure. Using a measurement setup consisting of an IR camera and of a purpose build current pulse generator, the thermal behaviour of the T00-80 thyristor semiconductor structure during turn on was investigated. The thermograms were recorded at speeds reaching 1400 frames per second. Studies of the semiconductor structure of the thyristor mounted in a special holder showed the possibility of using a thermal camera for analyzing the behaviour of power semiconductor devices, however further increase in the temporal resolution of the recording process will be needed. One of the solutions will be to synchronize operation of a pulse generator and a thermal camera, including a controlled, variable time delay between current pulse generation and image acquisition.

2

IGBT static model based on diffusion equation implemented in SPICE source code

Starzak Ł., Napieralski A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 3

41-43

EN

A compact physical model of the Insulated Gate Bipolar Transistor has been presented. It has been based on the modular approach where the semiconductor structure is represented with several modules. The most important is the charge storage region where excess carriers are described with the ambipolar diffusion equation which enables obtaining carrier concentralion distribution along the wide, lightly doped base. In the future, it will enable implementing a dynamic device model. The model has been implemented in SPICE source code, which makes it accessible for the average electronic engineer.

PL

Przedstawiony został kompaktowy model fizyczny tranzystora IGBT. Jest on oparty na podejściu modułowym, w którym struktura półprzewodnikowa odzwierciedlona jest za pomocą szeregu modułów. Najistotniejszym z nich jest obszar składowania ładunku, w którym nośniki nadmiarowe opisane są równaniem dyfuzji ambipolarnej, które umożliwia otrzymanie rozkładu koncentracji nośników wzdłuż szerokiej, słabo domieszkowanej bazy. W przyszłości możliwa będzie implementacja dynamicznego modelu przyrządu. Model został zaimplementowany w kodzie źródłowym symulatora SPICE, co czyni go dostępnym dla przeciętnego inżyniera elektronika.

3

SVMOS : nowy unipolarny przyrząd mocy

Podgórski J., Lisik Z.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 11

53-55

PL

Przedstawiono koncepcję nowego przyrządu półprzewodnikowego mocy. Wprowadzono zmiany konstrukcyjne do typowego unipolarnego tranzystora mocy VDMOS, polegające na zastąpieniu wyspy źródła złączem Schottky'ego. Wyniki symulacji numerycznych dla zmodyfikowanej struktury w pełni potwierdziły tę nową koncepcję.

EN

The concept of the new semiconductor power device was presented. This solution bases on the conventional VDMOS transistor. In this device was changed the source island on the Schottky contact. Such a numerical investigation performed for a VSMOS structure has been made and its results are presented.

4

Modelling of power PiN diode under surge current conditions

Nowak J., Bakowski M., Lisik Z.

Elektronika : prace naukowe

|

2005

|

nr 10

63-78

EN

Fast recovery silicon power diodes, having radiation induced recombination centres, operating under forward bias at large current densities and high temperatures, have been studied in a detailed way, both experimentally and with the help of device simulation Medici package. Comparing the dynamic I-V characteristics with the results of numerical simulations performed using the exact physical models of the diode and the experimental set-up should allow validation of the models including parameters of the recombination states introduced by irradiation. This comparison is possible only when all the specific features of the measurement set-up are taken into account in the simulations. Therefore, it is necessary to define the electro-thermal numerical model of the diode under investigations combined with the electro-thermal model of the experimental set-up as the boundary condition for Medici simulations. The evaluation of this electro-thermal model of the diode under experiment is presented. The main issue is to define the thermal boundary conditions. Using them, one can verify the calibration of the IR detector signal vs. temperature. This is especially important since no direct calibration is possible.

PL

Dioda mocy PiN jest kluczowym przyrządem półprzewodnikowym w większości nowoczesnych układów mocy. Jedną z metod pozwalającą na poprawienie własności dynamicznych diody mocy jest zaawansowane modelowanie czasu życia po przez zastosowanie promieniowania elektronami bądź helem. Celem pracy jest opracowanie odpowiedniego modelu numerycznego diody mocy PiN pozwalającego na ocenę własności centrów rekombinacyjnych wytworzonych z użyciem promieniowania elektronami i helem. W pracy w szczególności uwzględniono wpływu termicznych warunków brzegowych oraz zależność czasu życia nośników od temperatury na poprawność wyników uzyskiwanych w trakcie symulacji. Zaproponowany model obejmuje numeryczny model diody mocy PiN oraz elektro-termiczny model ..sample holdera" - kluczowego elementem układu pomiarowego, mającego istotny wpływ na uzyskane wyniki eksperymentalne. Uzyskane wynik eksperymentalne ukazują znaczący wpływ zastosowanego promieniowania na charakterystykę diody. Porównanie eksperymentalnych charakterystyk IV z wynikami symulacji numerycznych pozwala między innymi na ocenę poprawności zastosowanych modeli rekombinacyjnych. Jako narzędzie symulacyjne wybrano pakiet Medici.

5

Procesy wysokotemperaturowe w węgliku krzemu

Kalinowski A., Kubiak A., Kubiak J., Polański K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 11

38-40

PL

Omówiono wykorzystanie węglika krzemu w nowoczesnej mikroelektronice. Właściwości tego materiału pozwalają na stosowanie go do wytwarzania nowoczesnych przyrządów półprzewodnikowych mocy. które ze względu na szeroką przerwę energetyczną SiC mogą pracować w wysokich temperaturach. Wysokie krytyczne natężenie pola przebicia pozwala na wykonywanie złączy wysokonapięciowych o napięciach przebicia przekraczających 10 kV. Prace prowadzone w Zakładzie Przyrządów Półprzewodnikowych nad węglikiem krzemu mają na celu opracowanie technologii wytwarzania złączy metodą dyfuzji termicznej.

EN

The primary goal of the paper is to present advantages of silicon carbide as a new material in modern microelectronics. Due to its unique physical parameters silicon carbide is suitable to produce semiconductor power devices working in high temperatures because of wide bandgap. The high permissible electrical field allows making high breakdown voltage junctions up to 10 kV. The investigations run in Semiconductor Devices Division concern thermal diffusion technology in silicon carbide.

6

Analiza stanów zwarciowych w półprzewodnikowych przyrządach mocy

Zymmer K., Sakowicz S.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2000

|

Z. 204

13-43

PL

W artykule podjęto zagadnienie optymalizacji doboru przyrządów półprzewodnikowych mocy (PPM) do warunków zwarciowych jakie występują w przekształtnikach wielkoprądowych. Problem zawiera się w tym, iż dane co do przeciążalności prądowej PPM deklarowane są dla standaryzowanych półsinusoidalnych impulsów prądowych o czasie trwania 10 lub 8,3 ms (50 Hz, 60 Hz) i danej stałej amplitudzie w czasie trwania całego cyklu przeciążeniowego. Natomiast w warunkach eksploatacyjnych amplituda i szerokość impulsów prądu przeciążeniowego w obwodzie z PPM zmieniają swe wartości w czasie trwania zwarcia. Omówiono wyniki badań mających na celu określenie mechanizmów uszkodzeń PPM ( przy różnych wartościach napięcia wstecznego i temperatury przyrządu) oraz wyniki obliczeń temperatur struktury występujących w tych warunkach. Zaprezentowano sposób doboru PPM dla warunków zwarciowych występujących w eksploatacji przekształtników dużej mocy oparty na obliczeniu temperatury struktury PPM. Jako kryterium oceny korelacji przeciążalności PPM przyjęto temperaturę struktury obliczoną dla granicznych prądów przeciążeniowych deklarowanych przez wytwórcę PPM.

EN

The paper discusses the problem of optimum selection of power electronic devices (PED) for the short-circuit conditions which occur in high-current converters. The problem depends on the fact that data concerning current overload capacity of PEDs are being declared for standardized half-sinusoidal current pulses with duration times of 10 or 8,3 ms (50 Hz, 60 Hz) and with constant amplitudes during the whole overload cycle. However the amplitudes and pulse widths of the overload current in circuits with PEDs change their values during the duration time of a short-circuit. Investigation results are discussed intended to determine the mechanizm of damage of PEDs (at various values of inverse voltage and device temperature) as well as results of calculations of structure temperatures occuring in such conditions. A PED selection method for short-circuit conditions occuring in high-power converter operation is presented which is based on calculations of the PED structure temperature. Structure temperatures calculated for overload limit currents declared by PED manufactures are adopted as the criterion for evaluating the PED overload correlation.

7

Działanie i budowa tyrystorów GTO

Lisik Z.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2000

|

Vol. 46, nr 1

91-119

PL

Mimo ogromnej ekspansji przyrządów półprzewodnikowych mocy sterowanych polowo, podstawową grupą przyrządów półprzewodnikowych mocy były i jeszcze w dalszym ciągu pozostają przyrządy bipolarne z tyrystorem GTO jako ich głównym przedstawicielem. Na przestrzeni prawie 30 lat, to jest od pojawienia się pierwszego tyrystora GTO, konstrukcja tego przyrządu podlegała szeregu istotnym zmianom mającym na celu polepszenie jego parametrów oraz sprostanie stale rosnącym wymaganiom rynku przyrządów półprzewodnikowych mocy. W pracy omówiono szczegółowo mechanizm działania tyrystorow GTO ze szczególnym uwzględnieniem zjawisk charakterystycznych dla tych przyrządów, przedstawiono drogi rozwoju ich konstrukcji oraz zasady jej optymalizacji. Szczególnie dużo uwagi poświęcono przedstawieniu nowego rozwiązania tyrystora GTO, tak zwanego tyrystora ze zintegrowaną bramką IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor). Jest to najnowsze osiągnięcie konstruktorów i producentów tyrystorów GTO, będące ich odpowiedzią na konkurencję ze strony tranzystorów IGBT.

EN

Inspite of a large expansion of field control power semiconductor devices, the bipolar power semiconductor device with their main representative, GTO thyristor, remain still the basic ones high power applications. Within the compass of almost 30 years, i. e. sine the first GTO thyristor was presented, the construction of GTO thyristors was changed significantly in order to improve their features and to be equal to increasing demands of power semiconductor device mark as well. In the paper the principles of GTO thyristor work and design have been presented in detail with a special emphasis placed on the phenomena which are characteristic for these devices. A special attention has been also devoted the presentation of a new and very promising solution of GTO, called IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor). It is the newest achievement of the GTO producers and desingers, which is their response on the IGBT competition on the power semiconductor market.

8

Wpływ uszkodzeń półprzewodnikowych przyrządów mocy na bezpieczeństwo urządzeń energoelektronicznych

Januszewski S., Kociszewska-Szczerbik M., Pytlak A., Świątek H., Zymmer K.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

1999

|

Z. 203

215-234

PL

Omówiono mechanizmy uszkodzeń pólprzewodnikowych przyrządów mocy w przekształtnikach eksploatowanych w ciężkich warunkach przy częstych i nagłych zmianach obciążeń prądowych. Dokonano oceny konstrukcji obudów z punktu widzenia ich wytrzymałości zwarciowej. Przedstawiono konsekwencje uszkodzeń przyrządów półprzewodnikowych w przekształtnikach. Opisano zagrożenia zwarciowe i środki zapobiegawcze w układach energoelektronicznych. Podano cechy bezpiecznych przekształtników i omówiono zasady koordynacji zabezpieczeń przetężeniowych w urządzeniach energoelektronicznych średniej i dużej mocy.

EN

Power semiconductor device failure mechanisms in converter operation dealing with heavy service conditions with often and sudden changes of current loads are discussed. A valuation of package design from its short circuit strength point of view is analysed. Semiconductor device failure condequences in converter circuit are given. Short circuit hazards and preventive means in power electronic systems are described. Safety converter circuit features are discussed. Principles of overcurrent protection coordination in medium and high power electronic equipment are presented.

9

Nowe trendy w energoelektronice

Napieralski A., Poźniak T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

1998

|

Vol. 39, nr 4

3-15

PL

W artykule przedstawiono wpływ obserwowanego ostatnio intensywnego rozwoju technologii układów VLSI na rozwój energoelektroniki. Na rynku pojawiła się nowa generacja przyrządów półprzewodnikowych mocy oparta na wykorzystaniu litografii submikronowej, co spowodowało znaczną poprawę ich parametrów prądowo-napięciowych, a przede wszystkim ich parametrów dynamicznych mających bezpośredni wpływ na szybkość ich działania, a co za tym idzie na częstotliwość pracy układów energoelektronicznych. Zwrócono uwagę na dwa podstawowe zagadnienia - technologię wykonania hybrydowego układu smart power oraz na projekt układu monolitycznego. Szczegóną uwagę poświęcono problemom właściwego projektowania układów pod względem termicznym, gdyż to właśnie maksymalna temperatura stanowi ograniczenie zakresu pracy tych układów.

EN

The main goal of this paper is to present the influence of the intensive development of VLSI technology on the development of Power Electronics. The new generation of semiconductor power devices appears in the market. These components are based on the submicron technology used until now in low power integrated circuits. This combination of the best futures of bipolar, unipolar, power and VLSI technology generate the amelioration of all electrical parameters of power modules. The frequency that can be used in contemporary power electronics can be two order of magnitude higher as 10 years ago. This development is not yet finished and one can expect the new generation of power modules in the near future. In this paper the two main technologies of smart power module realisation are presented: the hybrid and monolithic one. The special attention is paid to the correct design of the module in spite of temperature distribution. The thermal problems are the most important in microelectronics as well as in power electronics. The main problem is high power density dissipated in the devices build in deep submicron technology for instance the contemporary IGBT modules used the 0.25um technology. Such parameters of the modules as speed and voltage drop on the ON state are the direct function of the reverse proportional to the MOS transistor channel length. In the near future the minimal dimension applied in the power electronics will be still scale down.