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传统双芯GCT(Dual-GCT)是一种损耗很低的新型电力半导体器件,由低通态损耗的GCT-A和低关断损耗的GCT-B并联在同一硅片上形成的。波状基区双芯GCT(CPDual-GCT)是在传统双芯GCT的基础上,引入波状基区与pnp-沟槽复合隔离区而形成的新结构,目的是提高双芯GCT的性能,进一步降低总损耗。所以,研究CPDual-GCT的特性、功耗及可靠性显得非常重要。 本文以4.5kV CPDual-GCT为例,利用TSE-TCAD仿真软件研究了CPDual-GCT的工作机理和功耗。其次,研究了不同少子寿命控制方法对CPDual-GCT各项特性及功耗的影响。最后,重点研究了高温、浪涌电流和动态雪崩等过应力条件下CPDual-GCT的特性及功耗。主要研究内容如下; 第一,介绍了CPDual-GCT的结构特点,采用ISE-TCAD软件模拟了在不同状态下的总电流分布,分析了其工作机理和各部分功耗。 第二,建立了CPDual-GCT的寿命控制模型,模拟分析了不同寿命控制方法对CPDual-GCT各项特性及功耗的影响。结果表明,通过电子辐照进行GCT-B的均匀寿命控制适用于工作在高频下的双芯GCT;通过质子辐照进行GCT-B的局部寿命控制适用于工作在低频下的双芯GCT。并且,两者均可改善CPDual-GCT的综合特性,降低其损耗。 第三,研究了CPDual-GCT和传统Dual-GCT在高温、浪涌电流和动态雪崩等过应力条件下的特性及功耗。研究表明,CPDuaI-GCT的高温特性优于传统Dual-GCT。在相同浪涌电流密度下,CPDual-GCT的通态功耗较低,说明其抗浪涌电流能力比传统Dual-GCT强。并且,箝位电路中杂散电感引起的动态雪崩会使双芯GCT的关断特性变差。在相同杂散电感下,CPDual-GCT的关断功耗比传统Dual-GCT低,说明其抗动态雪崩的能力强。 该研究结果为后续双芯GCT的研发提供一定的参考价值。