碰撞电离波模式下触发的快速大功率晶闸管
仪器与探测器
2020-01-29 v1 加速器物理
摘要
ABB半导体开发的类GTO晶闸管5STH-2045H0002 (4.5 kV, 18 kA/us) 目前在CERN的LHC束流倾倒系统 (LBDS) 中使用：需要具备高dI/dt能力和低导通延迟时间的大功率开关。在类GTO晶闸管中实现碰撞电离触发可增强其开关性能，并提供有关半导体物理学的新信息。本文研究了在碰撞电离波模式下触发的5STH-2045H0002型晶闸管。使用提供数kV/ns dV/dt的SOS发生器作为触发脉冲源。观察到约200-300 ps的晶闸管开关时间。在10 kV充电电压和约300 J电容储能下，获得了两个串联晶闸管的最大放电参数：峰值电流43 kA，dI/dt 120 kA/us（受放电电路限制），FWHM 1.5 us。在4.2 kV充电电压和18 J储能下，对单个晶闸管进行了重复模式测试，获得了：峰值电流5.5 kA，dI/dt 40 kA/us，FWHM 1.5 us。在突发模式下，在高达1 kHz的PRF下经过超过一百万次脉冲后，未观察到晶闸管退化。晶闸管恢复时间约为250 us。开关效率高达98%，具体取决于dV/dt和储能。
引用
@article{arxiv.1907.10382,
title = {Fast high-power thyristors triggered in impact-ionization wave mode},
author = {A. Gusev and S. Lyubutin and V. Patrakov and S. Rukin and B. Slovikovsky and M. J. Barnes and T. Kramer and V. Senaj},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.10382},
year = {2020}
}
备注
14 pages, 11 figures, 15 references