Главная – Журналы – Поиск по журналам

Приведен обзор наиболее широко применяемых в практике эксперимента прямых и косвенных методов измерения поверхностного трения, и дана их краткая характеристика. Представлен сравнительный анализ результатов измерений с помощью некоторых из отмеченных методов применительно к несжимаемому турбулентному пограничному слою плоской пластины как в условиях формирования на ее поверхности положительного (неблагоприятного) продольного градиента давления, так и при безградиентном ее обтекании. Продемонстрирована степень эффективности указанных методов в отмеченных условиях, и показаны пределы их применимости и ограничения.

Представлены результаты работ по совершенствованию технологии получения НТЛ-кремния, в том числе по оптимизации режима отжига, с целью увеличения минимального времени жизни неосновных носителей заряда от фактически имевших место значений в диапазоне 100-200 мкс до 200-400 мкс при удельном сопротивлении около 50 Ом^.см. Разработанные в результате проведенных исследований режимы позволили существенно сократить длительность термообработки, необходимой для отжига радиационных дефектов, и, как следствие, повысить время жизни неосновных носителей заряда. Проведен анализ результатов получения НТЛ-кремния, выращенного из исходного поликристаллического кремния разных фирм-производителей, позволяющий сделать вывод о том, что дальнейшие пути повышения времени жизни неосновных носителей заряда в НТЛ-кремнии связаны главным образом с совершенствованием технологии получения исходного материала.

Исследованы свойства интерфейса в изотипных структурах, формировавшихся методом твердофазного сращивания пластин кремния одного типа проводимости, в зависимости от технологии сращивания. Для выявления роли кислорода в электрических свойствах интерфейса проводилось сращивание пластин как покрытых естественным оксидом (толщиной не более 1-2 нм), так и специально окисленных (с толщиной оксида кремния до 20 нм). Исследование бикристаллов, сращенных после соединения на воз-духе или в деионизованной воде, показало, что электрическая активность интерфейса в этом случае определяется главным образом степенью его обогащения кислородом и загрязнением поверхностей сращиваемых пластин акцепторными примесями (предположительно алюминия). Электрическая активность бескислородного интерфейса в структурах, получаемых соединением ионно-травленных пластин и отжигом в вакууме, зависит прежде всего от рассогласования кристаллических решеток сращиваемых пластин. Свойства ТФС-структур с захороненным оксидным слоем, получаемых при сращивании кремниевых пластин n-типа проводимости, определяются загрязнением акцепторной примесью интерфейса сращивания.

Силовые полупроводниковые приборы широко используются в мощных импульсных устройствах. Первой целью в развитии приборов является получение высоких значений параметра di/dt, таких как у искровых разрядников, а именно: 10¹² A/с. Мы провели изучение характеристик включения СИ-тиристоров для быстрых высоковольтных импульсных генераторов. СИ-тиристоры имеют структуру с захороненным затвором, в которой электроды затвора расположены в области n-базы. Поскольку СИ-тиристоры нормально включенные, на электроды затвора должно быть подано отрицательное смещение, чтобы поддерживать выключенное состояние. СИ-тиристоры во включенном состоянии ведут себя подобно pin-диодам. Мы охарактеризовали три типа СИ-тиристоров, два из которых были использованы в устройствах силовой электроники с номинальным напряжением 4000 В. Прибор, обозначенный как RT201, был разработан для мощных импульсных применений. Разница между ними заключается в структуре прибора вблизи анода. Для того чтобы улучшить характеристики выключения при использовании приборов в силовой электронике, обычно используются структуры с проницаемым затвором и короткозамкнутым анодом. Прибор RT201 с номинальным напряжением 5500 В имеет структуру с проницаемым затвором и не является прибором с короткозамкнутым анодом. Скорость включения в основном определяется скоростью инжекции носителей в область n-базы. Поэтому качество цепи управления затвором влияет на быстроту включения. При использовании вновь разработанного сильноточного драйвера затвора получено наиболее быстрое включение прибора RT201 с Tf = 35 нс и di/dt = 9.5*10¹⁰ A/с. Для того чтобы охарактеризовать работу в режиме повторений и при более высоком напряжении, мы сделали составную переключающую ячейку на СИ-тиристорах. Ячейка состояла из трех тиристоров, каждый из которых имел драйвер затвора. Переключающая ячейка успешно функционировала на частоте повторения 2 кГц на 10 кВ.

Приводится информация о современном состоянии и перспективах производства приборов силовой электроники (ПСЭ) на ОАО "Электровыпрямитель". Показано, что разработка и освоение в серийном производстве на ОАО "Электровыпрямитель" всех современных классов ПСЭ, производившихся ранее в СССР, а также качественно новых видов продукции - мощных высоковольтных полупроводниковых приборов, созданных на основе широкого внедрения достижений науки и техники - позволили добиться высоких производственных результатов, решить важнейшую народнохозяйственную задачу по обеспечению всех отраслей народного хозяйства Российской Федерации современными классами надежных и высокоэффективных отечественных полупроводниковых приборов, в том числе для энерго- и ресурсо-сберегающих технологий, современных систем вооружений, электрифицированного транспорта, коммунального хозяйства, и исключить импортозависимость, что является важной составляющей сохранения национальной безопасности и экономической независимости России.

Представлены результаты разработки и изготовления МОП-тиристоров. Изучены статические и динамические характеристики. Исследовано влияние облучения электронами на статические и динамические характеристики. Обнаружено, что облучение электронами существенно уменьшает время выключения МОП-тиристора, а также наблюдается увеличение плотности управляемого тока.

Предложен проект высоковольтного IGBT-транзистора. Транзистор изготавливается на высокоомной подложке с применением NPT-технологии. Проведено численное моделирование технологии изготовления и статических вольт-амперных характеристик. Показана возможность увеличения рабочего напряжения до 1800 В.

Разработана технология изготовления силовых диодов Шоттки Au-TiB_x-n-n+-GaAs планарной и мезаструктуры на интегральном теплоотводе. Экспериментально исследовано влияние термического отжига при T = 500 °С в течение 1 ч в атмосфере водорода на барьерные свойства контакта. Показана воз-можность создания термостойкого (до 500 °С) силового диода Шоттки Au-TiB_x-n-n+-GaAs с напряжением лавинного пробоя ~200 В.

Предлагается оптоемкостный преобразователь, способный преобразовывать оптическую энергию в электрический сигнал через изменение емкости твердотельной структуры. В нем использовано свойство полупроводников изменять поверхностное сопротивление при воздействии оптического излучения. Емкость твердотельной структуры изменяется за счет изменения поверхностного сопротивления арсенида галлия (GaAs). Оптоемкостный преобразователь позволяет обнаруживать наличие оптического излучения, измерять изменение емкости в зависимости от изменения ширины светового пятна, мощности и частоты оптического излучения.

На основании анализа мировых тенденций динамики развития и современного состояния приборов и устройств силовой электроники приводится сравнение параметров приборов, оцениваются перспективы и тенденции применения различных типов приборов в устройствах и системах силовой электроники. Определены области применения как систем, так и входящих в них приборов. Представлены перспективные структуры и схемотехнические решения устройств силовой электроники, которые учитывают свойства применяемых приборов и специфику возможных потребителей электроэнергии.