Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Baburske, Roman
Lutz, Josef (Prof. Dr.) ; Eckel, Hans-Günter (Prof. Dr.) ; Niedernostheide, Franz-Josef ( PD Dr.) (Gutachter)
Dynamik des Ladungsträgerplasmas während des Ausschaltens bipolarer Leistungsdioden
Charge-carrier plasma dynamics during the reverse-recovery process of bipolar power diodes
Kurzfassung in deutsch
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem besonders kritischen Ausschaltvorgang bipolarer Leistungsdioden, bei dem das im Durchlass vorhandene Ladungsträgerplasma abgebaut wird. Schwerpunkt ist dabei die Untersuchung von zwei ungewollten Phänomenen, die während des Ausschaltens auftreten können. Diese sind ein plötzliches Abreißen des Rückstroms während der Kommutierung und eine Zerstörung der Diode mit einem lokalen Aufschmelzen in der aktiven Fläche.Betrachtet wird dazu der Ladungsträgerberg, der sich während des Schaltvorgangs bildet. Durch die Analyse des Verhaltens der Ladungsträgerbergfronten, lässt sich sowohl der Einfluss von Schaltbedingungen auf den Plasmaabbau als auch der Unterschied von anodenseitigen und kathodenseitigen Stromfilamenten erklären. Die Erkenntnisse werden auf das moderne Diodenkonzept CIBH (Controlled Injection of Backside Holes) angewandt. Das Potential von CIBH-Dioden zur Verbesserung der Höhenstrahlfestigkeit und Stoßstromfestigkeit wird aufgezeigt. Schließlich wird das neue Anodenemitterkonzept IDEE (Inverse Injection Dependency of Emitter Efficiency) vorgestellt, welches in Kombination mit CIBH die Gesamteigenschaften von Dioden maßgeblich verbessert.
Kurzfassung in englisch
This work concerns the reverse-recovery process of bipolar power diodes. The focus is the investigation of two undesirable phenomena. These are the sudden strong reverse-current decay and the destruction of the diode with a local melting of the chip in the active area.The plasma layer, which arises during the switching period, is considered. An analysis of the plasma-layer front dynamics allows an understanding of the influence of switching parameters on the plasma extraction and the different behavior of anode-side and cathode-side filaments. The results of the analysis are used to describe the operation of the modern diode concept CIBH (Controlled Injection of Backside Holes). The potential of CIBH diodes to improve cosmic-ray stability and surge-current ruggedness is investigated. Finally, a new anode-emitter concept called IDEE (Inverse Injection Dependency of Emitter Efficiency) is introduced, which improves in combination with CIBH the overall performance of a power diode.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Leistungselektronik | |
| Fakultät: | Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Lutz, Josef (Prof. Dr.) | |
| ISBN/ISSN: | 978-3-941003-33-0 | |
| URL/URN: | http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-74615 | |
| Quelle: | Chemnitz : Universitätsverlag Chemnitz, 2011. - 178 S. | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Freilaufdiode , Thermisches Weglaufen , SOA , Schaltinduktivität , Höhenstrahlfestigkeit , Stoßstromfestigkeit , Ausschaltverhalten , Zerstörung , Robustheit , Leistungsdiode | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | reverse recovery , turn-off , destruction , ruggedness , freewheeling diode , thermal runaway , SOA , cosmic ray stability , surge current capability | |
| DDC-Sachgruppe: | 621.3, Ingenieurwissenschaften | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 15.04.2011 |
