功率半导体器材规划的根底是平行平面结，结的击穿与体内载流子的磕碰电离严密相关，本次研讨的要点结构是，而晶闸管的阻断与敞开都与体内载流子的运动有关。因而依据磕碰电离率的平行平面结及晶闸管的研讨是很有必要的。

  (1)使用简化的Fulop磕碰电离率模型对非穿通平行平面结耐压、峰值电场、导通电阻等与掺杂之间的联系进行核算。

  (3)使用精确的Chynoweth磕碰电离率模型，依据已有的Miller公式，对不同漂移区掺杂浓度下的S参数进行了确认，提出了参数S与漂移区掺杂浓度N的拟合公式，并验证了其精确性。

  (4)依据Chynoweth磕碰电离率模型对晶闸管的内部载流子运动及耐压机理进行核算仿真，使用MATLAB对提取的磕碰电离率做验证。得到了较为精确的对晶闸管转机原因的解说。

  在规划器材时，耐压规划是很重要的一环。这联系到耐压区掺杂，厚度等一系列问题。这一些要素是经过影响耐压区电场来发挥效果的，而电场散布的改变又会影响磕碰电离率的巨细。关于平行平面结的景象，耗尽层中的电势散布V(x)满意泊松方程：

  这儿的q为基本电荷量，E为耗尽层中的电场，NB为掺杂浓度。由上式可得电场电势表达式：

  在单边骤变结中，耗尽区的扩展与器材的掺杂有关，且依据电荷平衡原理，耗尽区主要向低掺杂一侧扩展。一起扩展宽度W与低掺杂的浓度有关。掺杂越低W越大。电场散布越不会集。因为反向电压与耗尽区宽度满意V =WEP/2的联系式。然后可得：

  由V=WEP/2可知，电场在耗尽区里成三角形散布，三角形代表耗尽区宽度，高代表峰值电场Ec，轻掺杂情况下耗尽区宽度很大，峰值电场变小，要到达击穿，外加电压要加大。也便是说在低掺杂情况下击穿电压变大了。

  从上面的核算可以精确的看出关于非穿通平行平面结，掺杂浓度越低，结的耐压越高，二者存在着如式7所示的联系。电压的添加导致峰值电场的添加。峰值电场又与电离率积分严密相关。本节的核算使用的是差错较大的Fulop模型，但可以对结的耐压规划供给参阅。后边将对更为精确的Chynoweth磕碰电离率模型进行化简，并为后续的核算供给依据。

  磕碰电离（Ionization rate）是描绘在强电场情况下，半导体内部载流子因为取得满足能量而磕碰激起产生倍增的一种现象。

  高的外加电压，使半导体内部载流子加快运动取得了极大的动能。载流子之间彼此磕碰，动能之间彼此传递。当载流子取得的能量超越禁带宽度的能量Eg时，价电子会直接从价带跃迁至导带。电子成为自在的电子，一起产生相应的空穴。新产生的空穴电子对在强电场下又能加快取得能量，接着来进行晶格间的磕碰产生新的空穴电子对。

  依据能量守恒定律可知这个激起能量大约为1.5倍的Eg。载流子的磕碰电离一向继续下去，势必会产生很多的空穴电子对，此刻电流会急剧上升，也便是产生了雪崩倍增效应。

  如图2所示，跟着电场的添加磕碰电离率有一个快速的增加。当器材某一部分存在大的电场时此处电离率会很大，导致全体击穿电压的下降。

  关于硅器材来说，电子的磕碰电离率是高于空穴的磕碰电离率的，因而关于器材耐压的断定一般是依据电子磕碰电离率来核算的。

  磕碰电离是决议半导体器材的重要参数，在某些情况下需求器材产生磕碰电离来到达所需的高电流（如晶闸管、IMPATT二极管等）。而大多数情况下，要对它来操控，以进步器材的耐压水平缓避免有害的寄生效应。例如IGBT规划中，就不期望寄生晶闸管敞开。

  磕碰电离与器材的耐压水平休戚相关，而表征器材产生击穿的办法便是对磕碰电离率进行积分处理，而模型的挑选往往所得成果不一样。相关于简略的Fulop模型，Chynoweth模型要杂乱得多，在此模型下，PN结的雪崩击穿条件如式11所示。

  本节从最基本的非穿通PN结下手，剖析了掺杂浓度与外加偏压，内部电场的联系。侧重研讨了Chynoweth磕碰电离率模型的化简。最终将二元积分方程简化为对一元积分方程的方法来求解。

  结进行了剖析，对杂乱的Chynoweth模型进行了化简，由化简的公式可得

  率模型的Miller公式S参数拟合剖析 /

  正向阻断进程的机理 /

  检测对进步安装仿真的可靠性、增强途径规划的合理性有至关重要的效果。本文以CRH3高速动车组转向架虚拟安装为例,对

  本帖最后由 eehome 于 2013-1-5 09:49 修改 中频炉

  进行了剖析，对杂乱的Chynoweth模型进行了化简，由化简的公式可得

  杂乱，易使电网电压波形畸变导致对其他电子设备搅扰。按电能转化和调理方法来区分