Le dispositif à thyristor de coupure de grille (GTO) à ultra haute tension basé sur 4H-SiC, sous l'action des effets d'injection de porteurs bidirectionnels et de modulation de conductivité, peut résister à une haute tension tout en obtenant un courant passe-haut, répondant aux exigences des applications à ultra haute puissance. en termes de densité de puissance et de fiabilité. PAM-XIAMEN peut grandirStructure épitaxiale 4H-SiCpour la fabrication de dispositifs GTO. Prenons par exemple la structure suivante：
1. Structure épitaxiale SiC GTO
| Couche Épi | Épaisseur | Concentration de dopage |
| Anode P+ | 2,5um | 1×1019cm-3 |
| Base N+ | 2um | 8×1017cm-3 |
| P- dérive | 50um | 2×1014cm-3 |
| Couche tampon P+ | ||
| Couche d'arrêt déposée N+ | ||
| Substrat N+ 4H-SiC |
2. QuoiEst unThyristor d'arrêt de porte?
Le thyristor d'arrêt de porte est un type de thyristor avec une capacité d'arrêt automatique et des caractéristiques de thyristor. Si une tension directe est appliquée à l'anode et qu'un courant de déclenchement direct est appliqué à la grille, le GTO sera conducteur. Dans le cas de conduction, la grille est couplée à un courant d'impulsion de déclenchement inverse suffisamment important, et le GTO passe de la conduction au blocage. Bien que ses performances soient inférieures à celles des transistors bipolaires à grille isolée et des transistors à effet de champ de puissance, il présente les avantages d'une résistance à haute tension, d'une grande capacité de courant et d'une forte résistance aux surtensions des thyristors généraux. Par conséquent, GTO a progressivement remplacé les thyristors ordinaires et est devenu le principal dispositif de commutation dans les convertisseurs de grande et moyenne capacité.
La structure du thyristor à coupure assistée par grille SiC peut être divisée en deux types : symétrique et asymétrique. Le GTO symétrique a une tension de claquage élevée dans le sens direct et inverse, tandis que le GTO asymétrique a généralement une tension de claquage direct beaucoup plus élevée que la tension de claquage inverse. La vanne de conversion utilisée dans les systèmes de transmission CC haute tension nécessite une tension de claquage plus élevée dans le sens aller et retour.
3. SiCGa mangéTurne-OffThyristorAapplication
Le SiC GTO est très adapté aux applications avec une commutation à taux de changement de courant rapide (di/dt) à des courants de crête extrêmement élevés. Actuellement, il peut réaliser des dizaines de milliers d’opérations fiables. Comparé aux dispositifs de commutation de puissance commandés en tension, le SiC GTO n'a pas d'oxygène de grille et peut être utilisé dans des conditions difficiles de haute température. L'application des dispositifs de commutation de puissance SiC GTO à ultra haute tension (supérieure à 10 kV) dans les domaines civils tels que la transmission à haute tension flexible et à courant continu, l'entraînement moteur et la traction électrique est très importante pour améliorer les performances de la transmission de puissance, de la propulsion. et les systèmes de traction.
Dans les dispositifs d'alimentation à haute tension, les thyristors d'arrêt de grille basés sur SiC présentent les caractéristiques d'une forte capacité de traitement de courant, d'un niveau de tension élevé, d'un faible courant de fuite et de caractéristiques d'arrêt rapide ; De plus, il présente une résistance de conduction inférieure à celle des MOSFET SiC, une chute de tension de conduction inférieure, une consommation d'énergie inférieure et une température de fonctionnement plus élevée que celle des IGBT Si et des IGBT SiC.
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