Physikalische Modellbildung von IGCTs für die Schaltungssimulation:
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| Sprache: | German |
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2002
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INHALTSVERZEICHNIS
0
EINFUEHRUNG
1
1
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
5
1.1
ZUM
BEGRIFF
HALBLEITER
.
5
1.2
LADUNGSTRAEGERSTATISTIK
BEI
HALBLEITERN
.
6
1.2.1
EIGENLEITUNGSTRAEGERDICHTE
.
6
1.2.2
TRAEGERDICHTEN
BEI
DOTIERUNG
.
10
1.2.3
REDUKTION
DER
BANDLUECKE
BEI
HOHEN
DOTIERUNGEN
.
13
1.3
DIE
HALBLEITER-GRUNDGLEICHUNGEN
.
14
1.3.1
DIE
MAXWELLGLEICHUNGEN
.
14
1.3.2
DIE
TRANSPORTGLEICHUNGEN
.
15
1.3.3
DIE
KONTINUITAETSGLEICHUNGEN
.
15
1.4
REKOMBINATIONSVORGAENGE
.
16
1.4.1
DER
BEGRIFF
LEBENSDAUER
.
16
1.4.2
REKOMBINATION
MITTELS
REKOMBINATIONSZENTREN
.
18
1.4.3
AUGER
REKOMBINATION
.
20
1.4.4
BAUELEMENTEMODELLE
UND
LEBENSDAUERN
.
23
1.4.5
STOSSIONISATION
UND
LAWINENEFFEKT
.
24
IV
I
NHALTSVERZEICHNIS
1.5
STREUPROZESSE
FREIBEWEGLICHER
LADUNGSTRAEGERN
.
27
1.5.1
ARTEN
VON
STREUPROZESSEN
.
27
1.5.2
DRIFTGESCHWINDIGKEITEN
UND
BEWEGLICHKEITEN
.
28
1.5.3
STREUUNG
AM
GITTER
UND
AN
VERUNREINIGUNGEN
.
31
1.5.4
ELEKTRONEN
LOECHER
STREUUNG
I:
HERKOEMMLICHE
THEORIE
.
34
1.5.5
ELEKTRONEN
LOECHER
STREUUNG
II:
THEORIE
NACH
MNATSAKANOV
.
35
1.6
ABRUPTE
HALBLEITERUEBERGAENGE
.
39
1.6.1
DER
PN
UEBERGANG
.
39
1.6.2
DER
P
+
V
UEBERGANG
.
43
1.6.3
DER
N+V
UEBERGANG
.
43
2
DER
AUFBAU
PHYSIKALISCHER
MODELLE
45
2.1
MODULARER
MODELLAUFBAU
AM
BEISPIEL
DER
LEISTUNGSDIODE
.
45
2.2
MODELLIERUNG
DER
RANDZONEN
.
48
2.2.1
INJEKTIONSVERHALTEN
UND
STROMVERLAEUFE
.
48
2.2.2
DIE
TRANSPARENTE
ANODE
.
51
2.2.3
TEMPERATURVERHALTEN
.
53
2.3
MODELLIERUNG
DER
DRIFTZONE
.
56
2.3.1
BESCHREIBUNG
DES
LADUNGSTRAEGERVERHALTENS
.
56
2.3.2
REALISIERUNG
IM
MODELL
.
62
2.4
MODELLIERUNG
WEITERER
EIGENSCHAFTEN
.
73
2.4.1
MODELLIERUNG
EXPONENTIELLER
DOTIERPROFILE
.
73
2.4.2
MODELLIERUNG
VON
LEBENSDAUERPROFILEN
.
76
2.4.3
DER
DYNAMISCHE
LAWINENEFFEKT
.
78
2.5
DAS
GESAMTMODELL
.
81
I
INHALTSVERZEICHNIS
V
3
DAS
IGCT-MODELL
85
3.1
THYRISTOR,
GTO,
IGCT
.
85
3.2
DAS
GCT
MODELL:
MODULARER
AUFBAU
.
92
3.3
MODELLIERUNG
DER
PUFFERSCHICHT
.
94
3.3.1
ALLGEMEINES
.
94
3.3.2
QUASISTATISCHE
MODELLIERUNG
.
95
3.3.3
PUFFERZONE
ALS
TEIL
DER
DRIFTZONENBESCHREIBUNG
.
97
3.3.4
PUFFERSCHICHT
UND
RAUMLADUNGSZONE
.
99
3.4
MODELLIERUNG
DER
P-BASIS
.
101
3.5
DAS
GESAMTMODELL
.
105
4
VALIDIERUNG
DES
IGCT-MODELLS
109
4.1
MODELLANPASSUNG
.
109
4.2
VALIDIERUNG
ANHAND
VON
MESSUNGEN
.
113
4.2.1
MESSSCHALTUNG
UND
GEMESSENE
GCT-TYPEN
.
113
4.2.2
ABSCHALTVERHALTEN
.
114
4.2.3
EINSCHALTVERHALTEN
UND
KENNLINIE
.
120
4.2.4
IGCT-MODELL
VERSUS
MODELL
AUS
DER
SABER-BIBLIOTHEK
.
.
.
123
5
ANALYSE
DER
SERIENSCHALTUNG
VON
IGCTS
127
5.1
MOTIVATION
FUER
DIE
SERIENSCHALTUNG
.
127
5.2
ASYMMETRISCHES
ABSCHALTVERHALTEN
.
128
5.2.1
URSACHEN
UND
MECHANISMUS
.
128
5.2.2
VERMEIDUNG
DER
SPANNUNGSASYMMTRIE
.
137
VI
I
NHALTSVERZEICHNIS
6
KONZEPT
DER
AKTIVEN
ANSTEUERUNG
VON
IGCTS
141
6.1
DAS
REGELUNGSKONZEPT
.
141
6.1.1
ALLGEMEINES
.
141
6.1.2
VON
DER
IDEE
ZUM
P
REGLER
.
141
6.1.3
SIMULATIONSERGEBNISSE
.
144
6.1.4
ALLGEMEINE
ANFORDERUNGEN
.
147
6.2
SCHALTUNGSTECHNISCHE
UMSETZUNG
.
_
.
148
6.2.1
SCHALTUNGSBLOECKE
.
148
6.2.2
SPANNUNGSERFASSUNG
UND
DIFFERENZBILDUNG
.
149
6.2.3
DER
LEISTUNGSTREIBER
.
152
6.2.4
ANALOGER
ADAPTIVER
P-REGLER
.
157
6.3
SIMULATIONSERGEBNISSE
.
159
6.4
GRENZEN
UND
MOEGLICHE
PROBLEMFELDER
.
163
6.4.1
AKTIVE
ANSTEUERUNG
UND
ERWAERMUNGSVERHALTENS
BEIM
IGCT
.
163
6.4.2
AKTIVE
ANSTEUERUNG
UND
REDUNDANZ
.
169
6.4.3
AKTIVE
ANSTEUERUNG
UND
PUFFERSCHICHT
.
170
6.5
DISKUSSION
UND
BEWERTUNG
.
173
7
ZUSAMMENFASSUNG
175
7.1
INHALT
UND
ERGEBNISSE
DER
ARBEIT
.
175
7.2
AUSBLICK
.
177
A
ANHANG
186
SYMBOLVERZEICHNIS
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