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Kommutierungsfeste Diode mit Feldringen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018465D
Original Publication Date: 2002-Sep-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 1 page(s) / 179K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Elmar Falck: AUTHOR [+3]

Abstract

Bei Dioden werden schwach dotierte Anodengebiete verwendet, um einen günstigen Trade-Off zwischen Durchlassverlusten und Speicherladung bzw. Rück- stromverlauf zu erhalten. Eine dauerhafte statische Sperrspannungsfestigkeit wird durch Feldringränder erreicht (Abbildung 1). Dabei kann es (unter un- günstigen Umständen) beim Abschalten vom Durchlass- in den Sperrbereich zur Zerstörung des Bauelementes kommen, wobei insbesondere das schnelle Abkommutieren bei hohen Spannungen kritisch ist. Abb. 1: herkömmlicher Randabschluss mit Feld- ringen

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Bauelemente

Kommutierungsfeste Diode mitFeldringen

Idee: Dr. Elmar Falck, München;

Dr. Hans-Joachim Schulze, München;Dr. Anton Mauder, München

Bei Dioden werden schwach dotierte Anodengebieteverwendet, um einen günstigen Trade-Off zwischenDurchlassverlusten und Speicherladung bzw. Rück-stromverlauf zu� erhalten.� Eine� dauerhafte� statischeSperrspannungsfestigkeit wird durch Feldringrändererreicht� (Abbildung� 1).� Dabei� kann� es� (unter un-günstigen Umständen) beim Abschalten vomDurchlass- in den Sperrbereich zur Zerstörung desBauelementes kommen, wobei insbesondere dasschnelle Abkommutieren bei hohen Spannungenkritisch ist.

Abb. 1: herkömmlicher Randabschluss mit Feld-ringen

Abb. 2: Randabschluss mit zusätzlichen Feldrin-gen

Diesem Problem wird� bisher� durch� entsprechendeSchaltbedingungen des korrespondierenden Schaltersentgegengewirkt. Dadurch ergeben sich aber höhereEinschaltverluste und� keine� optimale� Ausnutzungz.B. eines IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)-Moduls.

Damit der pn-Übergang die Sperrspannung aufneh-men kann, muss beim Abschalten vom Durchlass- inden Sperrbetrieb die Überschwemmungsladung ausdem� Volumen� und� insbesondere� aus dem Randbe-reich der Anode abgeführt werden. Durch die hohenLadungsträgerströme ergeben� sich� große� Änderun-gen der Potentialverhältnisse im Silizium beim Ab-kommutieren im Vergleich zum statischen Fall.

Daher wird vorgeschlagen, die für den statischen Falloptimierten Feldringe durch zusätzliche Feld...