• 제목/요약/키워드: Breakdown Characteristics

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차폐형 게이트 구조를 갖는 전력 MOSFET의 전기적 특성 분석에 관한 연구 (Analysis of Electrical Characteristics of Shield Gate Power MOSFET for Low on Resistance)

  • 강이구
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제30권2호
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    • pp.63-66
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    • 2017
  • This research was about shielded trench gate power MOSFET for low voltage and high speed. We used T-CAD tool and carried out process and device simulation for exracting design and process parameters. The exracted parameters was used to design shieled and conventional trench gate power MOSFET. And The electrical characteristics of shieled and conventional trench gate power MOSFET were compared and analyzed for their power device applications. As a result of analyzing electrical characteristics, the recorded breakdown voltages of both devices were around 120 V. The electric distributions of shielded and conventional trench gate power MOSFET was different. But due to the low voltage level, the breakdown voltage was almost same. And the other hand, the threshold voltage characteristics of shielded trench gate power MOSFET was superior to convention trench gate power MOSFET. In terms of on resistance characteristics, we obtained optimal oxied thickness of $3{\mu}m$.

MicroTec을 이용한 Trench D-MOSFET의 항복전압 분석 (Analysis of Breakdown voltage for Trench D-MOSFET using MicroTec)

  • 정학기;한지형
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.1460-1464
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    • 2010
  • 본 논문에서는 MicroTec을 이용하여 Trench D-MOSFET의 항복전압을 분석하였다. 소자의 고집적을 위한 특성 분석 기술은 빠른 변화를 보이고 있다. 이에 따라 고집적 소자의 특성을 시뮬레이션을 통하여 이해하고 이에 맞게 제작하는 기술은 매우 중요한 과제 중의 하나가 되었다. Trench MOSFET은 고전압에서 가장 선호하는 전원장치이다. Trench MOSFET에서 산화막 두께와 도핑농도는 항복전압의 크기를 결정하며 고전압에 커다란 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 채널의 도핑 농도를 $10^{15}cm^{-3}$에서 $10^{17}cm^{-3}$까지 변화시켜 도핑 농도에 따른 항복전압 특성을 조사하였다. 또한 게이트 산화막 두께와 접합깊이를 변화시켜 항복전압 특성을 분석하였다.

FIELD LIMITING RING WITH IMPROVED CORNER BREAKDOWN

  • Lee, sangyong;Lho, Younghwan
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 1998년도 Proceedings ICPE 98 1998 International Conference on Power Electronics
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    • pp.847-850
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    • 1998
  • This paper proposes a new scheme of FLR for improving corner breakdown voltage. The major difference from the conventional FLR is to build extra rings and floating field plates in the corner region. In this structure the additional field plate and ring have reduced th electric field at the junction in the corner region. Thus it improves the breakdown characteristics which are critical for obtaining high breakdown voltage.

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외부 전계 링을 갖는 LDMOST의 항복전압 특성 (Breakdown Voltage Characteristics of LDMOST with External Field Ring)

  • 오동주;염기수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권8호
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    • pp.1719-1724
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    • 2004
  • 본 논문에서는 차세대 RF 전력 소자로 기대하고 있는 LDMOST의 BV(Breakdown; 항복전압) 특성을 향상시키는 새로운 구조를 제안하였다. 제안한 구조는 외부 전계 링이라 하며 드리프트 영역 둘레에 3차원적인 구조로 형성된다. 외부 전계 링은 드리프트 영역에서 전계를 완화시키는 역할을 함으로써 BV 특성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 3차원 TCAD 시뮬레이션 결과, 외부 전계 링의 접합깊이와 도핑 농도의 증가에 따라 LDMOST의 BV가 증가함을 확인할 수 있었다. 따라서 기존의 p+ sinker 공정을 사용하여 외부 전계 링 구조를 추가한다면 LDMOST의 BV 특성을 크게 향상 시킬 수 있다.

고전압 Non Punch Through IGBT 및 Field Stop IGBT 최적화 설계에 관한 연구 (The Optimal Design of High Voltage Non Punch Through IGBT and Field Stop IGBT)

  • 강이구
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제30권4호
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    • pp.214-217
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    • 2017
  • An IGBT (insulated gate bipolar transistor) device has an excellent current-conducting capability. It has been widely employed as a switching device to use in power supplies, converters, solar inverters, and household appliances or the like, designed to handle high power. The aim with IGBT is to meet the requirements for use in ideal power semiconductor devices with a high breakdown voltage, an on-state voltage drop, a high switching speed, and high reliability for power-device applications. In general, the concentration of the drift region decreases when the breakdown voltage increases, but the on-resistance and other characteristics should be reduced to improve the breakdown voltage and on-state voltage drop characteristics by optimizing the design and structure changes. In this paper, using the T-CAD, we designed the NPT-IGBT (non punch-through IGBT) and FS-IGBT (field stop IGBT) and analyzed the electrical characteristics of those devices. Our analysis of the electrical characteristics showed that the FS-IGBT was superior to the NPT-IGBT in terms of the on-state voltage drop.

N2-O2 혼합가스에 따른 Teflon의 절연파괴특성 (Breakdown Characteristics of Teflon by N2-O2 Mixture gas)

  • 최은혁;최병숙;박숭규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.69-74
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    • 2018
  • 산업사회의 발달과 더불어 신뢰성 높은 양질의 전기에너지와 운전 및 보수의 간편화, 계통 운용의 신뢰성, 안전성 확보가 요구되고 있다. 본 논문에서는 각종 전력설비에서 SF6을 대체하여 사용되고 있는 친환경절연제 $N_2-O_2$ 혼합가스 고체 절연물의 절연파괴특성과 고체절연재로 사용되고 있는 테프론의 연면절연특성을 압력에 따른 특성을 확인하였다. 대기와 비슷한 성분비 일 때 상대적으로 절연파괴특성이 테프론의 연면절연특성이 안정화되며, Paschen 법칙에 의해 평등전계에 가까운 전극중의 기체의 절연파괴전압은 압력에 비례하여 높아지고 있음을 실험을 통하여 확인하였다. 연면절연파괴전압은 압력에 따라 선형적으로 증가하였으며, 혼합가스의 $O_2$ 가스 혼합비에 따라 절연파괴전압의 차이가 발생하였다. 이는 $O_2$ 가스의 전기적 부성기체의 영향과 분자 간 충돌거리에 의해 연면절연파괴전압이 달라졌고, 본 연구에서 분자 간 충돌거리의 영향이 더 크게 작용하였다. 연면절연특성에 따른 테프론에 적용 가능한 절연파괴전압 관계식을 산출하였다. 이러한 결과는 전력설비의 절연설계 시 기초자료로 사용될 수 있을 것이라 생각된다.

불평등전계중에서 과도과전압에 대한 $SF_{6}$가스의 절연특성 (Dielectric Characteristics of $SF_{6}$ Gas Stressed by VFTO in Inhomogeneous Field)

  • 이복희;이창준;길경석;안창환
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.306-309
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    • 1995
  • This paper describes the dielectric characteristics of $SF_{6}$ gas in a non-uniform electric field under overvoltages. The breakdown voltage-time characteristics and the breakdown voltage-gas pressure characteristics are measured within a gas pressure range extending from 0.1 to 0.5 [Mpa] for the plane electrode system with a needle-shaped protrusion. The curvature radius of the needle protrusion is 0.5[mm]. Also, the growth process of the predischarge are simultaneously observed. As a result, it is found that the breakdown mechanism and predischarge phenomena are closely associated with the polarity and waveforms of the testing voltage.

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1200V급 절연게이트 바이폴라 트랜지스터 특성 해석 (Characteristic Analysis of 1200V Insulated Gate Bipolar Transistor Devices)

  • 김상철;김형우;강인호;주성재
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.212-213
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    • 2008
  • This paper describes the analysis of the device characteristics of the NPT type 1200V Insulated gate Bipolar Transistor. In case of NPT type IGBT devices, optimized n-epi layer thickness and concentration is important to obtain low on-state voltage and breakdown voltage characteristics. In this paper, we analyzed on-state and off-state characteristics of NPT type IGBT. Breakdown voltage of designed IGBT was higher than 1200V when we optimized Field Limiting Ring structures. And also, on-state voltage characteristics was shown less then 2.5V at 25A of drain current.

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XLPE/SXLPE 블랜드의 수트리 성장 및 절연파괴 특성 (Water Tree Growing and Electrical breakdown Characteristics of XLPE/XLPE blends)

  • 고정우;서광석
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.420-425
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    • 2000
  • Crosslinked polyethlyene/silane crosslinked polyethylene(XLPE/SXLPE) blends were prepared by a twin screw extruder and their water tree growing electrical breakdown and crossinking characteristics were investigated. The water tree characteristics of XLPE were improved by the addition of SXLPE when samples were crosslinked only by the thermorolysis of DCP (dicumyl peroxide). However steam curing process was not good for water tree characteristics. It was also found that the rate of water tree growing of XLPE/SXLPE blend increased when the content of SXLPE was 50%. AC breadown strength slightly increaed by the addition of SXLPE to XLPE when samples were crosslinked only by the thermorolysis of DCP. It was also found that the degree of crosslinking of XLPE/SXLPE blends were higher than that of XLPE in the case of the content without steam crosslinking process.

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불평등전계중에서 진동성 임펄스전압에 대한 $SF_6$가스의 절연특성 (Dielectric Characteristics of $SF_6$ gas Stressed by the Oscillating Impulse Voltage in the Non-uniform Electric Fields)

  • 이복희;길경석;황교정
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.284-286
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    • 1994
  • This paper describes the dielectric characteristics of $SF_6$ gas in non-uniform electric filed under lightning under lightning impulse and oscillating impulse voltages. The breakdown voltage-time characteristics and the breakdown voltage-pressure characteristics are measured over a pressure range extending from 0.1 to 0.5 [MPa] fur the coaxial electrode with a needle protrusion. The curvature radius of needle protrusion is 0.3[mm]. Also, the growth of the predischarge is simultaneously observed. As a result the polarity effect is pronounced, and the breakdowns voltage under the oscillating impulse voltage are higher than those under the lightning impulse voltage. It is found that the breakdown mechanism md predischarge phenomena ate closely related with the polarity and waveforms of the testing voltage.

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