TF320系列波形高性能陶瓷真空管壳

TF320系列波形高性能陶瓷真空管壳主要用作中、高压电真空陶瓷开关及某些高频大功率电子管的外壳.在使用过程中,采用陶瓷金属化工艺把陶瓷真空管壳与有关金属零件焊接封装成一体,然后将管壳内的气体抽出达到规定的真空度,制成具有一定功能的电真空器件,该类电真空器件具有使用安全、寿命长等特点,在电力、矿山、铁路系统及城区供电有着广泛的应用前景.     

电力硅半导体器件耐压的高温特性和稳定性的研究

本文研究和分析了电力硅半导体器件的耐压在高温下降低及耐压稳定性差的原因.借助于液晶显示和表面电场测试,作者发现器件耐压降低是由于表面击穿或边缘近表面区的耐压转折,器件成为表面限制器件所致. 整流管的表面击穿主要是由于在N~ -N结处发生表面电场集中所引起.通过选择合适电阻率的硅单晶和基区片厚,或正确地控制N~ 区掺杂浓度的分布和表面造型,可以得到具有优良的耐压高温特性和高稳定性的体击穿器件.击穿电压达1-3千伏的硅整流管最高允许结温可达160-200℃. 本文引入一耐压特性判别值S参数(S=(M_sa_2)/(M_Va_V))到晶闸管的设计中.如S>1,晶闸管为表面限制器件,其高温特性不良;相反,如S<1,则晶闸管为体特性器件,其高温特性优良.为了获得体特性器件,应采用比最佳设计中所得最佳电阻率要低些的硅单晶和相应较厚的片厚.按此方法设计,作者得到最高允许结温可达125°-160℃的晶闸管试样.     

脉冲调制辐射场的场强测量

为实现大功率雷达所产生脉冲调制辐射场的准确测量,在对脉冲调制辐射场进行理论分析的基础上,提出一种基于选频法的测试方法.将频谱分析仪设置为零频率跨度模式,分辨带宽设置为10 MHz的最大带宽,利用该方法对模拟雷达所产生脉冲调制辐射场的场强测量进行了试验研究.此外,还通过模拟试验分析了电场探头法的局限性.结果表明,所提出的测试方法可对大功率雷达所产生脉冲调制辐射场的峰值场强、脉冲周期内的平均场强以及雷达旋转周期内的平均场强进行准确测量.对于二极管检波式电场探头,被测场强超过其真有效值(均方根值)量程时,测量结果比实际场强偏小,最大偏差超过了4 d B;热电偶式电场探头仅适用于平均场强的准确测量.     

考虑场板边缘效应的SOI-pLDMOS表面电场模型及器件优化设计

针对带有栅极场板的绝缘体上硅p型横向双扩散场效应晶体管(SOI-p LDMOS),提出了一种新型表面电场解析模型.相比于传统模型,该模型充分考虑了场板边缘效应对电场分布的影响,验证结果显示新模型能更好地符合Medici数值仿真结果.此外,基于所建立的器件表面电场模型,研究了栅极场板长度(包括多晶硅场板和金属场板)及漂移区掺杂浓度对器件表面电场分布和击穿特性的影响,进而对SOI-p LDMOS进行了优化设计.流片测试表明,所建立的新型表面电场解析模型能够很好地指导器件参数设计,实现了器件耐压和导通电阻的最佳折中.     

漂移区槽氧高压SOI-LDMOS器件模型

为了获得SOI-LDMOS器件耐压和比导通电阻的良好折衷,提出了一种漂移区槽氧SOI-LDMOS高压器件新结构．利用漂移区槽氧和栅、漏场板优化横向电场提高了横向耐压和漂移区的渗杂浓度．借助二维仿真软件对该器件的耐压和比导通电阻特性进行了研究,结果表明该器件与常规SOI—LDMOS结构相比在相同漂移区长度下耐压提高了31％．在相同耐压下比导通电阻降低了34．8％．     

SW100F型PSM短波发射机冷却系统改造

大功率短波广播发射机工作时,必须使用风、水对发射机中使用的电子管、真空电容、槽路线圈等各类电子器件进行冷却降温,只有保证这些器件处于相对温度下,才能保障发射机的正常运行。因此,发射机以及发射器件的冷却问题对维护工作来说,始终是及其重要的课题。该文针对全球气候变暖所带来的高温、高热对发射机冷却系统影响展开讨论,并以SW100F型100kW短波广播发射机为例,对运维中所发现发射机冷却系统存在的缺陷进行分析,同时对发射机冷却系统技术改造展开了论述。     

GaN基高电子迁移率场效应管的可靠性研究

虽然Ga N基高电子迁移率场效应管(HEMT)在高频大功率器件方面具有突出的优势并已经在应用领域取得了重要的进展,但由于Ga N基HEMT器件的材料缺陷密度高、高电场工作环境、Ga N基异质结特有的强极化效应以及工艺复杂等问题,使得Ga N基HEMT的可靠性问题十分突出。这些问题导致现有Ga N基HEMT器件的实际表现一直与其理论值有一定差距。因此,要想实现Ga N基HEMT器件全面、广泛的商业应用,必须对其可靠性做深入的研究分析。在该文中,我们利用不同的测试方法,从不同的角度对Al Ga N/Ga N HEMT的可靠性问题进行了研究。首先,我们观察并讨论了Al Ga N/Ga N HEMT器件输运过程中由载流子的俘获导致的Kink效应。实验表明:载流子俘获过程是由高场诱导的栅极电子注入到栅极下Al Ga N势垒层中深能级的过程;载流子的去俘获过程则是由沟道中的热电子碰撞离化被俘获的电子引起的。其次,我们对Ga N基HEMT器件进行了阶梯电压应力可靠性测试,并观察到了一个临界应力电压,超过这个临界电压后Al Ga N/Ga N HEMT可以从之前的低电压应力引起的退化中逐渐恢复。研究发现:低电压应力引起的器件的退化是由电子在表面态或者体缺陷中被俘获引起的;器件性能的恢复则是由于电场诱导的载流子去俘获机制。最后,我们利用不同的测试方法详细分析了关态下Al Ga N/Ga N HEMT的击穿特性和电流传输机制。我们在三端测试中观察到了与缓冲层相关的Al Ga N/Ga N HEMT的过早硬击穿现象;然后我们利用漏极注入测试方法验证了源-漏间缓冲层漏电的存在。分析结果表明缓冲层漏电是由电场引起的势垒下降、能带弯曲和缓冲层缺陷共同决定的。在电场足够高的时候,缓冲层漏电可以引起Al Ga N/Ga N HEMT过早发生硬击穿。     

场板结构对AlGaN/GaN HFET电场分布的影响

场板结构可以有效抑制横向型HFET器件栅极边缘的电场集边效应,降低尖峰电场峰值,从而大幅提高器件的耐压特性。利用Sentaurus TCAD工具,构建具有场板结构的HFET器件,研究了场板长度和钝化层的厚度对器件沟道电场分布的影响,归纳出场板结构设计的基本规律和一般方法。     

高压4H-SiC肖特基二极管的模拟及研制

结终端技术能提高4 H-SiC肖特基势垒二极管器件的耐压性能.利用仿真软件ISE-TCAD10.0对具有结终端扩展JTE保护的4 H-SiC SBD器件进行了仿真研究,并依据仿真优化好的参数试制了器件.实验测试结果表明,模拟优化结果与实验测试器件的结果一致性较好,实测此器件的反向电压值达2 000 V,接近理想击穿耐压88%,漏电流数值为0.1mA/cm2.     

交联聚乙烯电力电缆耐压试验及其电路模型研究

针对交联聚乙烯电力电缆进行直流耐压试验和0.1 Hz超低频耐压试验存在的缺陷,分析了谐振耐压试验在交联聚乙烯电缆耐压测试中的应用,并通过实例对变频谐振耐压试验的两种方法进行了对比。对比发现,谐振耐压试验方法能够有效地模拟交联聚乙烯电缆的现场耐压测试。对传统的变频谐振耐压试验电路进行了研究,在此基础上提出了新型电缆耐压试验电路模型。通过现场测试和新旧计算方法进行对比,验证了新型电路模型能够更加准确地完成交流耐压试验的计算。     

海底观测网非接触式水下接驳系统的设计与实现

为充分利用海底观测网与自主水下航行器各自优势,构建海洋立体观测网络,设计并实现了海底观测网非接触式水下接驳系统.考虑水下接驳需求和海水环境特殊性,设计接驳系统机械结构,包括导引结构、耐压腔体.利用高频电磁波通信技术,并结合水下实际环境,实现水下高速非接触信号传输.基于电磁耦合方式,并考虑电路拓扑和耦合线圈的设计,利用胶封线圈实现水下大功率、高效率的非接触电能传输.基于WinCC组态软件设计系统上位机,并结合嵌入式PC控制器,建立系统中央控制系统.在实验室环境下对耐压腔体的深水工作能力进行了压力试验验证,湖上试验对系统进行了非接触信号传输、非接触电能传输和中央控制系统测试.测试结果验证了各功能模块间的兼容性和系统整体方案的可靠性,并为后续海试提供了试验方案的验证.     

40.5kV低SF_6含量气体绝缘金属封闭开关柜样机研制

SF6气体是6种温室效应气体之一,气体绝缘金属封闭式开关设备(C-GIS)目前基本采用SF6气体作为绝缘介质,研制一种减少或杜绝SF6气体使用的低SF6含量气体绝缘开关设备成为当下开关领域亟待解决的问题.基于现有40.5kV SF6气体绝缘开关柜气室建立三维模型,计算其电场分布、载流温升、场强等特性并对存在问题进行仿真优化;确定SF6体积分数为30%、充气压力为0.15MPa的SF6-N2混合气体为开关柜气室绝缘介质;优化设计后气室内电场强度最大值明显降低,隔离断口、接地断口、真空灭弧室绝缘拉杆的电场强度最大值分别由7.28、7.81、8.24kV/mm降至5.05、5.03、4.21kV/mm,1.1倍额定电流时气室内温度最高值为67℃.基于上述结论研制一种40.5kV低SF6含量C-GIS样机,对样机进行工频耐压试验、雷电冲击耐压试验和温升试验,样机无闪络现象发生,温升符合国家标准要求,顺利通过型式试验测试.     

多次重燃过程中高频电弧持续时间的研究

利用在固定小开距真空灭弧室中产生高频放电的方法，对多次重燃过程中每次重燃的高频电弧现象进行了研究，实验发现：该高频放电的特征可用冷击穿电压和开距的关系及燃弧后真空间隙热而耐压水平和开距的关系进行描述，测量结果表明，用ＣｕＣｒ触头材料制成的真空灭弧室具有较高的冷击穿强度，是ＡｇＷＣ的３倍，根据能量关系建立了每次重燃时高频电弧持续时间的计算模型，并用该模型对试验电路进行了计算。     

ESD防护器件测试系统性能研究

静电放电(ESD)的测试方法主要为人体模型(HBM)、人体-金属模型(BMM)和机器模型(MM)等,近年来传输线脉冲(TLP)测试方法得到广泛使用。基于TLP测试理论建立了ESD防护器件测试系统,并对测试系统的性能进行了测试研究。测试发现不同脉宽的测试方波对器件的峰值电流、峰值电流时间和箝位时间影响不大,但脉冲结束电流和箝位电压随着脉宽增大而减小,同时较长的传输线会产生较宽的延迟脉宽,对测试结果并未产生影响。     

排水沥青混合料最大理论相对密度确定方法

为了准确地测试排水沥青混合料最大理论相对密度,通过片麻岩和玄武岩两种石料的混合料试验,比较了理论计算法、真空实测法、溶剂法,以及沥青浸渍法几种不同的测试方法对排水沥青混合料最大理论相对密度的影响,分析了各试验数据的准确性和平行试验误差.结果表明,采用真空实测法测试排水沥青混合料最大理论相对密度是比较合理的.同时分析了影响真空实测法试验结果的主要因素,提出该试验的关键:松散沥青混合料试样要充分分散,抽真空时间15 min.     

300MW发电机直流耐压试验和泄漏电流测试

针对大容量发电机进行直流耐压试验和泄漏电流测试工作进行了探讨。阐述了大容量发电机进行直流耐压试验和泄漏电流测试的具体方法、注意事项以及影响测试准确性的因素和对试验结果的分析判断。     

pMOSFET的NBTI退化机理及内在影响因素

研究了P型MOSFET的NBTI效应退化机理,以及栅氧化层电场和沟道载流子浓度对NBTI效应的影响.首先,通过电荷泵实验对NBTI应力带来的p M OSFET的界面损伤进行了测试,并利用TCAD仿真软件对测试结果进行分析,结果表明该器件的NBTI退化主要由其沟道区的界面态产生引起,而电荷注入的影响相对可以忽略.然后,通过施加衬底偏置电压的方法实现了增加器件栅氧化层电场但保持沟道载流子浓度不变的效果,进而研究了栅氧化层电场和沟道载流子浓度2个内在因素分别对NBTI退化的影响.最后,通过对比不同栅极电压和不同衬底偏置电压条件下器件的2个内在影响因素变化与NBTI退化的关系,证明了p MOSFET的NBTI效应主要由器件的栅氧化层电场决定,沟道载流子浓度对器件NBTI效应的影响可以忽略.     

静电放电保护器件性能测试技术研究

为准确测试静电放电(ESD)保护器件的性能、解决ESD产生的辐射场及其高频反射对测试结果的影响,本文研制了基于微带设计和电磁场屏蔽理论的专用测试夹具,评价了该夹具的传输特性,建立了由高频脉冲模拟器、专用测试夹具和示波器等组成的测试系统.利用该系统测试了某型号ESD保护器件的限幅响应时间、箝位电压和峰值电流等性能参数.测试结果表明,该测试系统能够满足ESD保护器件性能测试要求,可广泛应用于ESD保护器件设计和优化研究.     

广播电视发射功率辐射测试方法研究

2014年,国家下达在用大功率设备测试任务,其中包括了广播电视发射系统测试。虽然国家监测中心已经提供了相关的测试规范,然而在实际工作中,并不是所有场合都适合应用传导测试的方法,在这样的情况下,辐射测试方法就具有了参考和使用价值。     

IDS主动测试和被动测试相结合测试方法的研究

介绍了目前常用的主动测试和被动测试两种IDS测试方法,分析了各自的优势与不足.单一使用主动测试方法或被动测试方法都存在一定的局限性,提出了一种主动测试和被动测试相结合的测试方法.以NIDS测试为例对该测试方法的应用进行了具体研究和实践,结果表明该方法充分利用两种测试方法的优势提高了IDS测试的准确性.