Пространственно-временная динамика электронно-дырочной плазмы в лавинных импульсных диодах субнаносекундного диапазона на основе кремния и арсенида галлия Иванов Михаил Сергеевич

Короткий опис

Иванов, Михаил Сергеевич.
Пространственно-временная динамика электронно-дырочной плазмы в лавинных импульсных диодах субнаносекундного диапазона на основе кремния и арсенида галлия : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.04.10 / Иванов Михаил Сергеевич; [Место защиты: ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук ; Диссовет ФТИ 34.01.02]. - Санкт-Петербург, 2025. - с.
Оглавление диссертациикандидат наук Иванов Михаил Сергеевич
Введение
Глава 1. Обзор литературы, численные методы и модели
1.1 Задержанный ударно-ионизационный пробой p — n перехода
1.2 Исследования субнаносекундного переключения кремниевых диодных обострителей
1.3 Задержанный ударно-ионизационный пробой в арсениде галлия
1.4 Биполярный эффект Ганна в приборах импульсной силовой электроники на основе GaAs
1.5 Диодный обостритель в коаксиальном тракте
1.6 Численные методы и модели
1.6.1 Моделирование в TCAD Silvaco
1.6.2 Моделирование в программе Виллема Хундсдорфера
1.6.3 Методика моделирования неоднородного переключения
1.7 Заключение и постановка задачи диссертации
Глава 2. Кремниевый диодный обостритель - возможные
механизмы сверхбыстрого переключения
2.1 Введение
2.2 Пространственно-временные моды задержанного
лавинного пробоя
2.3 TRAPATT-фронт ударной ионизации
2.4 «Колмогоровские» ионизационные фронты
2.5 Квазиоднородный ударно-ионизационный пробой
2.6 Неоднородное переключение в режиме «back-stroke»
2.7 Обсуждение результатов
2.8 Выводы
2.9 Заключение
Глава 3. Модель диодного обострителя в коаксиальном тракте
3.1 Введение
3.2 Размещение диодного обострителя в коаксиальном тракте
3.3 Соотношения между амплитудами импульсов
в коаксиальном тракте
3.4 Соотношения между экспериментально измеряемыми величинами
3.5 Коэффициенты прохождения и отражения. Амплитуды
волн в тракте
3.6 Заключение
Глава 4. Субнаносекундное переключение кремниевого диодного
обострителя. Численное моделирование vs. эксперимент
4.1 Введение
4.2 Эксперименты и моделирование
4.3 Внутренняя пространственно-временная динамика: шнуровое переключение, вторичный пробой и циркуляционный ток
4.4 Релаксация пассивной части диода после переключения
4.5 Температурные зависимости и источник начальных носителей
4.6 Аналитическая оценка времени переключения в режиме back-stroke
4.7 Фундаментальные ограничения диффузионно-дрейфовой модели
4.8 Выводы к главе
4.9 Заключение
Глава 5. Динамика электронно-дырочной плазмы
в обратносмещенных кремниевых диодах после
переключения
5.1 Введение
5.2 Одномерное изотермическое моделирование
5.3 Внутренняя динамика диода. Двойная лавинная инжекция
5.4 Двумерное моделирование: изотермическое шнурование тока
5.5 Джоулев саморазогрев и миграция токового шнура
5.6 Обсуждение результатов и выводы
5.7 Заключение
Глава 6. Самоподдержание проводимости в обратносмещенных
GaAs диодах
6.1 Введение
6.2 Открытие lock-on эффекта в GaAs диодах
6.3 Оценка времени рассасывания заряда
6.4 Результаты моделирования. Биполярные домены Ганна
6.5 Катодный и анодный домены
6.6 Эффект джоулева саморазгрева шнура в режиме lock^n
6.7 Условие на формирование ионизирующих биполярных
доменов Ганна
6.8 Обсуждение
6.9 Результаты
6.10 Заключение
Глава 7. Субнаносекундное лавинное переключение
арсенидгаллиевых диодов
7.1 Введение
7.2 Задержанное переключение GaAs диодов
7.3 Результаты эксперимента
7.4 Результаты моделирования: биполярные домены Ганна
и механизм переключения со сверхзадержкой
7.5 Сравнение переключения кремниевых и арсенидгаллиевых диодов. Обсуждение результатов
7.6 Выводы
7.7 Заключение
Заключение