Напівпровідникові наносекундні діоди для розмикачів великих струмів

Содержание:ВСТУП 3 РОЗДІЛ 1. ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАПІВПРОВІДНИКІВ 4 1.1 Власні й домішкові напівпровідники 4 1.2. Енергетичні діаграми напівпровідників 7 1.3. P-N – перехід як основа напівпровідникових діодів і транзисторів 10 1.4. Силові діоди. 12 РОЗДІЛ 2. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО НАПІВПРОВІДНИКОВІ РОЗМИКАЧІ СТРУМУ. 14 РОЗДІЛ 3. ОСНОВНІ ТИПИ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ РОЗМИКАЧІВ СТРУМУ. 20 3.1. Дрейфовий діод з різким відновленням. 20 3.2. SOS-діоди. 27 3.3. Розмикачі струму на основі карбіду кремнію. 33 РОЗДІЛ 4. ПРОМИСЛОВІ ГЕНЕРАТОРИ ІМПУЛЬСІВ НА ОСНОВІ ДДРВ Й SOS-ДІОДІВ. 36 ВИСНОВОК. 40 СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ. 41

Вступление:Для проведення досліджень в експериментальній фізиці широко використовують імпульсні джерела живлення для потужних лазерів, прискорювачів заряджених частинок, рентгенівських апаратів. Але для створення таких імпульсних джерел живлення потрібно мати потужні перемикаючі пристрої, які б перемикали, із достатньо високою швидкістю джерела живлення із режиму накопичення енергії в режими розряду та навпаки. Такі перемикаючі пристрої повинні витримувати напруги порядку 103 - 106 В та струми густиною 102 - 105 А/см2 та мати можливість генерувати імпульси із частотою 104 Гц і вище. Таким параметрам відповідають певні типи напівпровідникових діодів. У роботі розглянуто напівпровідникові діодні перемикачі струму для потужної наносекундної імпульсної техніки. Особливу увагу приділено дрейфовим діодам із різким відновленням ДДРВ та SOS – діодам. Перший тип діодів був запропонований і розроблений у Фізико-технічному інституті ім. А. Ф. Іоффе РАН, другий в Інституті електрофізики УрВ РАН. За допомогою ДДРВ вдається перемикати потужність до сотень мегаватів за наносекунду при щільності струму порядку 102 А/см2. SOS – діоди дозволяють перемикати потужності в кілька гігават за такі ж короткі часи при щільності струму більше 103 А/см2. Ще одною позитивною рисою таких напівпровідникових пристроїв є їх великий строк роботи. Розробка генераторів потужних наносекундних імпульсів та напівпровідникових перемикачів струму сприятиме розвитку робіт з релятивістської надвисокочастотної електроніки, широкополосної радіолокації, систем живлення лазерів, прискорювачів електронів.

Выводы:У роботі розглянуто характеристики напівпровідникових наносекундних діодів для розмиканні великих струмів. У представленій роботі проведено опис роботи напівпровідникових діодних розмикачів струму для потужної наносекундной імпульсної техніки. Особливий інтерес представляють два типи кремнієвих діодних розмикачів: ДДРВ й SOS-діод. За допомогою ДДРВ вдається перемикати потужність до сотень мегаватів за наносекунду при щільності струму порядку 102 А/см2. SOS – діоди дозволяють перемикати потужності в кілька гігават за такі ж короткі часи при щільності струму більше 103 А/см2. Створення ДДРВ й SOS – діодів привело до створення нових потужних генераторів наносекундних імпульсів, стало можливим розробляти генератори нано- і субнаносекундних імпульсів з напругою 103 - 106В, при частоті проходження імпульсів до 104 Гц і практично необмеженому терміну служби. Розробка генераторів потужних наносекундних імпульсів з індуктивним нагромадженням енергії й напівпровідникових переривачів струму дала великий стимул для розвитку робіт з релятивістської НВЧ електроніки, широкосмугової радіолокації, систем живлення лазерів, прискорювачів електронів, імпульсних рентгенівських апаратів і т.д.

Литература:1. Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов. - М.: Сов. радио, 1980. - 293 с. 2. Крутякова М.Г., Чариков Н.А., Юдин Б.В. Полупроводниковые приборы и основы их проектрования. - М.: Радио и связь, 1983. - 350 с. 3. Пасынков В.В., Чиркин Л.К., Шинков А.Д. Полупроводниковые приборы. - М.: Высш. шк., 1973. - 420 с. 4. И. В. Грехов, Г. А. Месяц // Успехи физических наук. Т 175, № 7, 2005. 5. С. А. Дарзнек, С. Н. Рукин, С. Н. Цыпанов // ЖТФ. Т 70, № 4, 2000. 6. А. В. Рожков, В. А. Козлов // Физика и техника полупроводников. Т. 37, вип. 12, 2003. 7. А. В. Рожков, В. А. Козлов, А. Ф. Кардо-Сысоев // Физика и техника полупроводников. Т. 37, вип. 12, 2003. 8. Тучкевич В. М., Грехов И. В. Новые принципы коммутации больших мощностей полупроводниковыми приборами. – Л.: Наука, 1988. – 117 с. 9. Дарзнек С.А., Котов Ю.А., Месяц Г.А., Рукин С.Н. // ДАН. 1994. Т. 334. № 3. С. 304-306. 10. Месяц Г А Генерирование мощных наносекундных импульсов. – М.: Сов. радио, 1974., 234 с. 11. Месяц Г. А. Импульсная энергетика и электроника. – М.: Наука, 2004. – 148 с. Гришанов Б.И. SOS-диоды – новые ключи в мощной импульсной технике // ДАН. 2004. Т. 178. № 2. с. 128-132