半导体RSD开关预充电路设计与研究

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亚毫秒脉冲功率开关RSD的大电流放电试验

反向预充电容，可饱和电感（开关）￡为磁，载，ｃＫ为预充回路开关。
当，充电至工作电压，合Ｋ，开关处闭磁
为负
速半导体开关反向开关晶体管（ｅｅｓｌｗｔｅＲｖｒｅＳｉｈｄｙｃ
ｙａ．ｅ．究方向为脉冲功率器件及应用。ｅｈｎｔ研
图１Ｓ器件结构ＲＤ
１４
电
源
学
报
总第３６期
充时间为ｌ２ｓ～。磁开关Ｌ饱和后，主回路放电，
脉冲变压器升压预充电路如图３所示，本概基念是由小直径ＲＤ（Ｓ预充大直径ＲＤ（Ｓ。。ＳＲＤ）ＳＲＤ）
ＤｎｓｒＲＤ基于可控等离子体层换流原理，ｙｉｏ，Ｓ１ｔ采用反向预充方式．实现芯片全面积均匀导通，论可理上可无限串联，只ＲＤ器件串并联组成的开关共多Ｓ用一个预充电路。可实现ＲＤ同步开通。国内相Ｓ
第４期２１０１年７月
电
源
学
报
Ｎｏ．４
ＪｒａｆＰｏｒＳｕｌｏｕｎｌｏｗｅｐｐｙ
Ｊｌ．０１ｕｙ２１
亚毫秒脉冲功率开关ＲＤ的大电流放电试验Ｓ
彭亚斌，梁琳，岳辉余
（中科技大学电子科学与技术系，华武汉市４０７）３０４
立了ＲＤ器件仿真模型Ｉ分析了预充电荷对ＲＤＳ９Ｊ，Ｓ

脉冲功率器件RSD热阻的计算与研究

６． ℃ （Ｓ０８ＲＤ运行频率为５０）０Ｈｚ。结果表明ＲＤ是理想的脉冲功率开关，工作频率可大幅提高。Ｓ其
关键词：Ｄ；阻；率器件；温；ＲＳ热功结壳温
中图分类号：Ｎ７２Ｔ８
文献标识码：Ａ
文章编号：６１４８（０２０－００－０１７－２８２１）４０１４
ｓ瑟。一ｄＴＬＴＫ一Ｐ￡－）ｃ（）一
式中，为热导率，为材料密度，为材料比热，（）Ｋ』ＤＣ为半导体结的耗散功率，ｃ器件管壳温度。现用Ｔ为
＊收稿日期：Ｏ２Ｏ — １２１一４６
作者简介：尚超（９９，山东青岛人，１７一）男，潍坊学院信息与控制工程学院讲师，士。研究方向：博电力电子及脉冲功
发热及温度分布的均匀性，半导体功率器件参数的稳定性、质的可靠性以及器件、片集成电路对品整乃至整机和系统的寿命都有不可忽视甚至是决定性的影响［卜。热阻是半导体器件的重要技术指标和特性，器件热特性的特征参数，与器件的电特性和机械特性密切相关，是它与器件的额定电流、降和最高结压
阻的方法，计并搭建了一定的辅助电路，算得到了一定规格ＲＳ的热阻值。设计Ｄ
１ＲＳ的热阻网络模型Ｄ
图１所示为ＲＳ的基本结构及工作原理图。ＲＳＤＤ是由数万只非对称排列的ｐｐｎｎ晶闸管和ｎｎ晶体ｐ管多单元并联组成的二端结构，正向如晶闸管断态，承受数千伏的阻断电压。ＲＤ的导通过程分反其可Ｓ向预充和正向导通，两个过程靠磁开关隔离。当施一脉宽１ｓ幅值１５２Ａ的反向预充电流后，这～２，．￣ｋＲＤ可以纳秒级速度开通数十至数百千安的大电流。主电路和预充回路之间的磁开关除了隔离主电压Ｓ外，可以提高开关的开通速度。ＲＤ工作过程的详细解释参见文献Ｅ］还Ｓｓ。

RSD开关关断时间的实验检测

2) Xiangfan Tech Semiconductors co., LTD, Xiangfan 441021, China
Abstract: The turn-off time of the RSD(reversely switched dynistor) switch is investigated by experiments in this paper. According to its special operating mode, the turn-off criterion of the RSD and a measuring method of the turn-off time are proposed. The measuring platform of the turn-off time is designed and established. The measuring precision is 1.1μs. The experimental results show that the turn-off time of the RSD is in the order from several tens to a hundred microseconds. The increase of the minority lifetime in n-base region makes the turn-off time increase significantly. The turn-off time also increases with enhancing the discharge voltage.
电电流回零的时刻起，到 RSD 两端电压开始再次上升的时刻止，为 RSD 的关断时间，则 1 号 RSD 在 1500V 电压下关断时间为 97.3μs。图 6 表示了 2 号 RSD 临界关断时的电流电压波形，对其的分析与 1 号 RSD 类似。当延迟时间设为 134 μs 时，关断检测晶闸管触发时 RSD 导通，可观察到的电流较小，但电压波形显示最后无残压，说明 C0 上的电荷是通过 RSD 泄放了。延迟时间设为 135μs 时 RSD 恰好关断，读得关断时间为

RSD关断时间检测方法的改进研究

RSD关断时间检测方法的改进研究汪恺;梁琳;余岳辉【摘要】在脉冲功率的重频应用中,开关的关断特性是至关重要的,其关断时间直接决定了可以获得的最高重复频率.文中通过软件仿真分析了影响反向开关晶体管RSD(reversely switched dynistor)关断时间的因素,同时为了更准确地测得RSD 的关断时间,在对其关断时间检测电路原理研究的基础上,提出了一种采用IGBT代替晶闸管(Thyristor)作为预充回路开关的改进测量方法.仿真结果表明RSD的关断时间随着器件少子寿命、主电流下降率dI/dt和工作电压的增大而增大.实验测得了正向阻断电压为2 000 V的RSD在IGBT开通时间分别为20μs、40 μs和50 μs下的电压电流波形及关断时间.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2013(030)002【总页数】5页(P1-5)【关键词】脉冲功率;反向开关晶体管;关断时间【作者】汪恺;梁琳;余岳辉【作者单位】华中科技大学光学与电子信息学院,湖北武汉430074;华中科技大学光学与电子信息学院,湖北武汉430074;华中科技大学光学与电子信息学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TN3350 引言作为半导体脉冲功率开关器件，RSD不仅同时兼顾了几十kV高电压、几百kA大电流、几十至上百kA／μs的电流上升率，还保证了μs甚至ns级的开通时间，这使得它在脉冲功率领域得到了广泛的应用［1］。

RSD由数万个晶闸管单元和晶体管单元交替构成，其开通基于可控等离子层换流原理，可实现芯片全面积均匀同步导通［2］。

而在脉冲功率的重频应用中，开关的关断特性是至关重要的，其关断时间直接决定了可以获得的最高重复频率［3］。

本文在对RSD关断时间检测电路原理研究的基础上，通过仿真和实验，旨在研究RSD的关断特性，分析影响其关断时间的因素，并搭建和改进RSD关断时间检测平台。

1 RSD关断时间检测电路的原理与改进设计1．1 RSD关断时间检测原理RSD的开通基于可控等离子层换流原理，可分为预充阶段和导通阶段［4，5］。

高功率半导体开关器件DSRD的研究进展

第５２卷第４期２０１５年４月
櫴櫴櫴櫴櫴櫴毷
器件与技术
微纳电ห้องสมุดไป่ตู้技术
ＭｉｃｒｏｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．５２Ｎｏ．４Ａｐｒｉｌ２０１５
櫴毷
櫴櫴櫴櫴櫴櫴毷
櫴毷
高功率半导体开关器件ＤＳＲＤ的研究进展
吴佳霖，刘英坤
（中国电子科技集团公司第十三研究所，石家庄０５００５１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈｐｏｗｅｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅｉｓａｋｉｎｄｏｆｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈａｌｌｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ，ｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅ，ｆａｓｔ－ｏｐｅｎｏｒｃｕｔ－ｏｆｆｃｕｒｒｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｌａｓｍａｗａｖｅｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｄｅｖｉｃｅｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｍａｌｌｓｉｚｅ，ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｎｇｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅ，ｈｉｇｈｐｕｌｓｅｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｓｔａｂｌｅｏｕｔｐｕｔｗａｖｅｆｏｒｍ，ｔｈｕｓｈａｓｔｈｅｕｎｉｑｕｅａｄｖａｎｔａｇｅｉｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｕｌｓｅｓｗｉｔ－ｃｈｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｓｏｆｔｈｅｕｌｔｒａｗｉｄｅｂａｎｄｐｕｌｓｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｈｉｇｈｐｏｗｅｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂｒｉｅｆｌｙ．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｓｏｍｅｃｏｍｍｏｎｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｐｏｗｅｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｆｏｒｔｈｅｐｕｌｓｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｉｎｃｅ１９８０ｓｉｓｍａｉｎｌｙｅｌａｂｏｒａｔｅｄ，ｗｉｔｈｔｈｅｅｍｐｈａｓｉｓｏｎｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｈｉｇｈｐｏｗｅｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅ，ｉ．ｅ．ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅＳｉｄｒｉｆｔｓｔｅｐｒｅｃｏｖｅｒｙｄｉｏｄｅ（ＤＳＲＤ）ａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｕｌｓｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｎｅｗｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｆｕ－ｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆＤＳＲＤｉｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｐｏｗｅｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅ；ｄｒｉｆｔｓｔｅｐｒｅｃｏｖｅｒｙｄｉｏｄｅ（ＤＳＲＤ）；ｕｌｔｒａｗｉｄｅｂａｎｄ；ｐｕｌｓｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｐｌａｓｍａｗａｖｅＤＯＩ：１０．１３２５０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｗｎｄｚ．２０１５．０４．００２ＥＥＡＣＣ：２５６０Ｈ

大功率半导体开关RSD触发用脉冲变压器的设计与研究

１ＲＤ开通原理及外部触发条件Ｓ
１１ＲＤ的工作原理．பைடு நூலகம் Ｓ
ＲＤ的结构如图１Ｓ所示，它是由成千上万只非对称的ｐｐ晶闸管和ｎｎｎ晶体管多单元并联形成的ｎｎｐ两端结构。其正向如同晶闸管的断态一样，Ｊ结承由。受数千伏的阻断电压。
文章编号：０９３６（０７０～１—３１０ —６４２０）１０００１
大功率半导体开关ＲＤ触发用脉冲变压器的设计与研究Ｓ
陈海刚，余岳辉，明周郁（中科技大学电子科学与技术系，华湖北武汉４０７）３０４
摘萎：ＲＳ从Ｄ的结构原理出发，出了采用可饱和脉冲变压器触发ＲＤ的方案。并结合ＲＳ提ＳＤ触发要求，出了谊提脉冲变压器设计中需满足的关键因素及设计方法。实验证明，用可饱和脉冲变压器触发ＲＤ是可行的。该脉冲变压采Ｓ器的设计方法也为设计更高电压等级的脉冲变压器提供了借鉴。关键词：Ｓ可饱和脉冲变压器；ＲＤ；触发电路
中田分类号：Ｎ３５ＴＭ４７Ｔ３，１文献标识码：Ａ
ＤｅｉｎａｄＲｅｅｒｈ０ｌｅＴｒｎｆｒｒｆｒＲＳＳＴｒｇｅｓｇｎｓａｃｆＰｕｓａｓｏｍｅｏＤｉｇｒ
ＣＨＥＮｉａｇ，Ｈａ— ｎＹＵｅｈｉＺＨＯＵｉｇｇＹｕ－ｕ。Ｙｕｒｎｕ（ｕｚｏｇＵｎｖｒｉｆＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙ，ｕａ３０４，ｉａＨａｈｎｉｅｓｔｏｃｅｃｎｃｎｌｇＷｈｎ４０７Ｃｈｎ）ｙＡｂｔａｔａｅｎｔｅｓｒｃｕｅａｄｐｉｃｐｅｏＤ，ａｔｉｇｒｓｌｔｎｉｄｓｒｂｄｗｉａｕａｌｕｓｒｎｆｒｓｒｃ：ＢｓｄｏｈｔｕｔｒｎｒｎｉｌｆＲＳｒｅｏｕｉｅｃｉｅｔａｓｔｒｂｅｐｌｅｔａｓｏｍ— ｇｏｓｈａ．ＵｐｎＲＳＳｔｉｇｒｒｑｉｅｎ，ｔｅｄｓｎｍｅｈｄｏｕｓｒｎ｛ｒｅｓａｓｎｒｄｃｄｔｏＤｒｇｅｅｕｒｍｅｔｈｅｉｔｏｆｐｌｅｔａｓｏｇｍｒｉｌｏｉｔｏｕｅ．Ｆｒｍｈｅｔｔｓｏｏｔｅｔｓ，ｉｈｗｓｔａｈｒｇｒｓｌｔｎｗｉａｕａｌｕｓｒｎｆｒｅｅｓｂｅｈｔｔｅｔｉｅｏｕｉｔｓｔｒｂｅｐｌｅｔａｓｏｍｒｉｆａｉｌ．Ｔｈｅｉｎｍｅｈｄｏｕｓｒｎｆｒｒｐｏｉｅｅ— ｇｏｈｓｅｄｓｇｔｏｆｐｌｅｔａｓｏｍｅｒｖｄｓｒｆｅｅｃｏｉｈｒｖｌｇ，ｒｎｅｆｒｈｇｅｏｔｅａ

脉冲功率开关RSD通态压降的研究

transistor sections and triggered by an electron-hole plasma layer. The maximum turning-on voltage of the device are discussed. And finally, a method is proposed to reduce its power dissipation. Key words: pulse power, RSD, Turning-on voltage, dissipation
2Wn 2 J F UF = 3µ p bQN QR
UF =
2 wn 2 UFmax= 3 µp 2 3µ P J FM
J FM = 2τ f bQN
3
（t1＜t＜t2）（4）
2Wn J F 3µ p bQN QF (t )
2
（t ≥ t2）
wn 2 2bτ f q N d
（8）
（5）
由式（8）可以看出，外电路参数一定的情况下，
J F = J FM
式中 τ f =RC，为主回路放电时间常数， J FM 是峰值电流，由外电路决定，通过在外电路实行磁压缩，电流上升时间 t − t R 可以达到亚微秒甚至深亚微秒级，远小于时间常数
t −tR − τf 1 − e
（6）
中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会
脉冲功率开关 RSD 通态压降的研究
尚超余岳辉陈学川彭亚斌
430074 华中科技大学电子科学与技术系中国武汉 Email:shangchao888888@
摘要
RSD（Reversely Switched Dynistor）是一种晶闸管和晶体管相间排列的多元胞结构高速大功率半导体开关器

脉冲功率电路参数对RSD开关预充时间的影响研究

Ｉ磷舞薯
脉冲功率电路参数对ＲＳ开关预充时间的影响研究Ｄ
彭亚斌，梁琳，岳辉余（中科技大学电子科学与技术系，华湖北武汉４０７）３０４摘要：文章介绍了高功率半导体脉冲功率开关一向开关晶体管（ｖｒｅｙＳｔｈｄＤｎｓｒＲＤ）工作原理，反Ｒｅｅｓｌｗｉｅｙｉｏ，Ｓ的ｃｔ分
ＲｅｅｒｈｏｈｅＥｆｅｔｏｒｍｅｅｆＰｕｓｗｅｒｕｔｏｉｇｒｎｇＴｉｅｏｓａｃｎｔｆｃｆＰａａｔｒｏｌｅＰｏｒＣｉｃｉｎＴｒｇｅｉｍｆＲＳＤ
ＰＥＮＧｉ，ＩＩＹａｂｎＡＮＧｉＩｎ。ＹＵｅｈｉＹｕ－ｕ
响较明显，算结果与实验结果最大误差为５，明通过低压试验结果的计算，较准确地预测高压试验的，。计表可ｒＫ关键词：向开关晶体管；冲功率技术；开关反脉磁
中图分类号：４ＴＮ６文献标识码：Ａ
析了ＲＤ脉冲功率电路的特性。由磁开关的电压电流，到了磁开关的动态电感与电流的量化曲线，ＭＡＳ得在ＴＩＡＢ仿真
平台，分别建立了磁开关动态电感模型、ＳＲＤ脉冲功率电路模型。计算了主回路元件参数对ＲＤ开关的预充时间１Ｓ１Ｒ的影响。计算结果表明，回路电阻负载在００～１ｎ变化时，Ｒ变化很小，回路电感和１Ｑ以上的主回路电阻对影主．１丁主

高速大功率半导体开关RSD的di／dt耐量极限值

ｔｎｏｌｓｉｏａｒｆａｄｔｅｃｉｃｌｃｎｉｉｎｏｔｒｄｃａｇ．Ｗｅａａｙｅｈｎｌｅｃａｔｒｆｉｄｅｒｇｏｉｆｐａｍａｂｐｌｒｄｉｔｎｈｒｔａｏｄｔｏｆｓｏｅｈｒｅｏｉｎｌｚｄｔｅｉｆｎｅｆｃｏｓｏ／ｔｂａｉｆｕｄｎ
（ａｈｎｉｅｓｔｆＳｉｎｅ＆Ｔｅｈｏｏｙ，ｕａ３０４．ｉａＨｕｚｏｇＵｎｖｒｉｏｃｅｃｙｃｎｌｇＷｈｎ４０７Ｃｈｎ）
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＷｅｇｔｈｘｒｓｉｆｉｄｅｒｇｏｕｓｄｐｗｅｅｃｎｕｔｒｗｉｈＲＤｗｈｃｓａｅｎｅｕ — ｅｔｅｅｐｅｓｎｏｄ／ｔａｉｆｌｅｏｒｍｉｄｃｏｔＳｉｉｂｓｄｏｑａｏｂｎｐｓｏｓｃｈ
式。从外电路和器件结构本身两方面分析了ＲＤ的ｄ／ｔＳｉｄ耐量的影响因素，并提出了改善ｄ／ｔｉｄ耐量的措施棚４结果证试
明了理论分析的正确性。
关键词：脉冲功率技术；Ｓ半导体开关；ｉｄ特性ＲＤｄ／ｔ
中图分类号：Ｎ３５Ｔ３文献标识码：Ａ
１１ＲＤ结构及工作过程．Ｓ从结构上看，ＳＲＤ包括数万个相间排列的晶闸
管和爆炸式开关等开关速度虽然非常快，但使用寿命非常短。普通晶闸管的使用寿命很长，但其ｄ／ｔｉｄ耐量一般在几十至几百Ａ／ｓ其无法做得很高的原因与，晶闸管的结构及导通机理有关。普通晶闸管是通过在门极加一个触发脉冲，门极附近先形成等离子体导在流通道，然后这一导流通道逐步扩展。然而，这一扩展速度＃ｒ０１００５Ｏｂ（．～．０ｍｍ／ｓ。这种局部化现象使／），得不可能在短时间内建立大面积的导流通道。前苏联阿・・法约物理科学院格列霍夫等人设计出一种新器件ＲＳＲｖｒｅｗｉｈｄＤｎｔｒ。Ｄ（ｅｅｓｌＳｔｅｙｉ）ｙｃｏ该器件利用在预充阶段形成的等离子体层触发，其ｄ／ｔ量可以做得很高。资料报道，Ｓ的ｄ／ｔｉｄ耐ＲＤｉｄ可达６）Ａ／ｓ比普通晶闸管高两个数量级。如此（ｋ／，￣高的ｄ／ｔ其可应用于大电流脉冲放电领域。ＲＤｉｄ使Ｓ的ｄ／ｔｉｄ特性不仅和器件本身有关，且还和外电路而参数有着直接的关系。本文从器件和外电路两方面出发，究ＲＤ的ｄ／ｔ性及提高ｄ／ｔ量的措研Ｓｉｄ特ｉｄ耐

脉冲功率器件RSD非均匀导通的实验研究

了２ｋ电压下，值电流为１．ｋＳ．ｖ５峰４４ＡＲＤ的典型开通特性。分析和实验结果都显示，导致ＲＤ非均匀导通的因素Ｓ主要有：开关与触发回路配合不当、件预充不足、电流的ｄｄ过高以及工艺因素等，中前两个因素最为明磁器主ｉｔ／其
摘要：介绍了一种新型基于可控等离子体开通的半导体功率器件，即反向开关晶体管（ｅｅｓｌＳｉｈｄＤｎｓｒ简Ｒｖｒｙｗｔｅｙｉｏ，ｅｃｔ称ＲＤ）简述了其基本结构及工作原理。从理论上分析了导致ＲＤ非均匀导通的因素，Ｓ．Ｓ并通过实验进行验证，得到
ｔｄｃｄａｅｌｓｉａｉｔｕｔｒｎｐｒｔｇｐｎｉｌ．ｈｓｔｅｉｒｓａｃｅｎｏｔｅｆｃｏｓｌｄｔｈｏ — ｎｆｒｒｕｅ，ｓｗｌａｓｂｓｓｒｃｕｅａｄｏｅａｉｒｃｐｅＴｉｓｅｅｒｈｓｉｔｈａｔｒｅｔｅｎｎｕｉｍｏｔｃｎｉｈｓｏｏｒｍ — ｎｏＤ，ｎｈｓｉｐｏｅｙｒｌｖｎｘｅｍｅｔｈｙｉａｕｎｏｈｒｃｅｓｉｆａｐａｕｒｎｆ１．ＡｕｏｆＲＳａｄｔｉｓｒｖｄｂｅｅａｔｅｐｒｎ．ｅｔｐｃｌｔｒ —ｎｃａａｔｒｔｏｅｋｃｒｅｔ４４ｋｉＴｉｃｏｕｄｒｔｅｖｌｇｆ２５ｋｉｂａｎｄｂｘｅｉｎ．ｃｒｏｔｅａａｙｉ，ｈｉａｔｒｅｏｎｎｕｉＩｕｎｏｎｅｏｔｅｏ．ＶｓｏｔｉｅｙｅｐｒｈａｍｅｔＡｃｏｄｔｈｎｌｓｓｔｅｍａｎｆｃｏｌｄｔｏ．ｎｆＴｔｒ．１ｓｏｎ３ｏＤｉｔｅｉｒｐｒｃｏｅａｉｎｏｇｅｉｗｉｈａｄｐｍｐｃｒｕｔｔｅｎｎｅｏｇｕｈｒｅｔｅｈｇｉｔｏｆＲＳｓｈｍｐｏｅｏｐｒｔｆｍａｎｔｓｔｎｕｉｃｉ，ｏ — ｎｕｈｐｍｐｃａｇ，ｈｉｈｄ／ｆｏｃｃｈｄｍａｎｃｒｎｎｅｔｃｎｑｅｅｃ．ｈｅｕｔｓｏｈｔｔｅｏｖｏｓｆｃｏｅｏｎｎｕｉｒｕ — ｎｏＳｓｔｅｉｉｕｅｔｄｔｅｈｉｕｔ．ｅｒｓｌｈｗｓｔａｈｂｉｕａｔｒｌｄｔｏ — ｎｆｍｔｒｏｆＲＤｉｈｍ— ａｈＴｓｏｎｐｏｅｏｐｒｔｎｏｇｅｉｓｔｈａｄｐｍｐｃｒｕｔａｄｔｅｎｎ—ｎｕｈｐｍｐｃａｇ，ｉｈｓｏｌｅｌｏｅｌｙｒｐｒｃｏｅａｉｆｍａｎｔｗｉｎｕｉｃｉｎｈｏｅｏｇｕｈｒｅｗｈｃｈｕｄｂｏｋｒａｉｏｃｃｔａｄａｏｄｄＴｅｅｐｒｍｅｔｌｒｓｌａｃｒｓｗｉｈｈｏｅｉｎｌｓｓｎｖｉｅ．ｈｘｅｉｎａｅｕｔｃｏｄｔｔｅｔｅｒｔａａｙｉ．ｈｃＫｅｗｏｄ：ｅｅｓｌｗｉｈｄｄｎｓｒｏ — ｎｆｒｒ — ｎ；ｐｍｐｃａｇｙｒｓｒｖｒｅｙｓｔｅｙｉｔ；ｎｎｕｉｍｔｎｏｃｏｏｕｕｈｒｅ

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构与晶闸管类似，其核心理论为波击穿理论。由于ＲＤ开关是一种非对称器件，的ｎ区取代了传统Ｓ它
晶闸管的门极．在其阴极加正偏置时，的电子进ｎ区入ｎ区注入，在ｐ附近形成高密度薄等离子层。ｎ结在漂移场的作用下．该薄等离子层中的空穴向ｎ区
ｓｉｈｎｙｉｏ（Ｓ．ｅＲＤｓｉｈｉｔｇｅｅｙｔｅｃｒｎ，ｈｃｓｏｍｄｕｉｇｐｒｌｒｇｒｈｒｔｉｗｔｉｇｄｎｓｒＲＤ）ｈＳｗｔｉｒｄｂｕｒｔｗｉｉｆｒｅｓａａｅｔｇｅｙｓｒｒｃｔＴｃｓｒｇｈｅｈｎｌｌｉｔｉｏｃ—
常用的半导体开关，晶闸管、如绝缘栅双极型晶体管（ｎｕａｅａｅＢｐｌｒＴａｓｔｒ简称ＩＢ）ＩｓｌｔＧｔｉｏａｒｎｉｏ，ｄｓＧＴ和金属氧化物半导体场效应晶体管（ｔｌｘｅＭｅａＯｉｄＳｍｃｎｕｔｉｄＥｆｃＴａｓｔｒ简称ＭＯＦＴｅｉｏｄｃｒｅｆｔｒｎｉｏ，ｏＦｌｅｓＳＥ）因功率等的原因．限制了它们在大电流脉冲功率技
（ｒｗｓＩｓｔｔｏｕｌａｅｈｏｏｙＸ ’ｎ７０２，ｈｎ）ＮｏｈｅｔｎｔｕｔｉｅｆＮｃｅｒｃｎｌ，ｉ０１０４ＣｉＴｇａ
ＡｂｔａｔＴｉｒｃｅｄｓｒｅｈｅｉБайду номын сангаас ａｄｐｒｒｎｅｏｒｇｒｃｒｕｔｆｒｄｉｅｉｇｈｇｐｗｅｅｅｓｌｓｒｃ：ｈｓａｔｌｅｃｂｓｔｅｄｓｇｎｅｆｍａｃｆｔｇｅｉｉｏｒｒｉｈｏｒｒｖｒｅｙｉｉｏｉｃｖｎ
ｒｇｍｅｏ．Ａｅａｕｒｎｔａ１ｌｅｗｉｔｔ００，ｘｅｅｅｃｒｎｌｅａｒｉｇｖｌａｅ８０Ｖ．ｅｉｆ５３ｋｐｋｃｒｅｎｄｐｕｓｄｈｗｉａ６Ａ２１ｓｒｖｒｕｒｅｔｐｕｓｔｗｏｋｎｏｔｇ００ｓｈｓ
移动，经过数十纳秒，离子波到达ｎ区，Ｓ等ＲＤ开关迅速导通。这样的结构减小了换向泄漏电流，使得
王海洋，何小平，徐燕，汤俊萍
（北核技术研究所，陕西西安西７０２）１０４
摘要：利用快速晶闸管设计了一种可用于触发大电流半导体开关的反向导通型双晶复合晶体管（ｅｅｓｌＲｖｒｅｙＳｉｈｎｙｉｏ，称ＲＤ电路。重点介绍了ＲＤ预充电路参数选择和触发脉冲产生电路的设计．决了预充电ｗｔｉｇＤｎｓｒ简ｃｔＳ）Ｓ解路和主回路ＲＤ开关开通后各电气参数的配合问题。实验结果表明，Ｓ当预充电路的工作电压约为８０时，Ｓ０ＶＲＤ开关的预充峰值电流约为６０脉冲宽度约为２ｓ流过ＲＤ开关的脉冲峰值电流可达５３Ａ，冲宽度约为１。０Ａ，１，ｘＳ．ｋ脉０ｓ关键词：导体：开关；晶闸管：发／向导通型双晶复合晶体管半触反中图分类号：Ｎ４Ｔ３４文献标识码：Ａ文章编号：００１０（０７０ — ０５０１０ — ０Ｘ２０）２０３ — ３
维普资讯
第４】卷第２期２０年２月０７
电力电子技术
ＰｗｅｅｔｏｉｓｏｒＥｌｃｒｎｃ
Ｖ０．１Ｎｏ２】．．４Ｆｂｕｒ２０ｅｒａｙ，０７
半导体ＲＤ开关预充电路设计与研究Ｓ
Ｋｅｗｏｄ：ｅｃｎｕｔｒｗｉｈｎ；ｔｙｓｒｒｇｅ／ｅｅｅｙｓｉｈｎｙｉｏｙｒｓｓｍｉｏｄｃｏ；ｓｔｉｇｈｒｔ；ｔｇｒｖｒｌｗｔｉｇｄｎｓｒｃｉｏｉｒｓｃｔ
１引言
ｃｉｎｏｐｗｅｈｎｉｇｃｐｃｔｒ．ｈｘｅｉｎａｅｕｔｆａ５ｍｍｉｍｅｅｉｈ・ｏｔｇＳｗｔｈｓｏｈｕｔａｄｌｗ— ｏｒｓｕｔａａｉｓｅｅｐｒｓｎｏＴｍｅｔｌｒｓｌｏ２ｓｄａｔｒｈｇｖｌｅＲＤｓｉｈｗｓｔｅａｃ
ＨｉｈｇＰｏｗｅｖｒｅｙＳｗｉｃｉｎｉｔｒｗｉｈａＴｈｒｓｏｉｇｒＣｉｃｉｒＲｅｅｓｌｔｈｎｇＤｙｓｏｔｙｉｔｒＴｒｇｅｒｕｔ
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