基于碳化硅等离子体器件的功率脉冲锐化技术

利用Sentaurus搭建了碳化硅漂移阶跃恢复二极管（DSRD）与雪崩整形二极管（DAS）全电路仿真模型，研究了碳化硅等离子体器件在脉冲锐化方面的能力，并且通过器件内部等离子浓度分布解释了这两种器件实现脉冲锐化的机制。借助碳化硅DSRD可以将峰值超过千伏的电压脉冲的前沿缩短到300 ps；碳化硅DSRD与DAS的组合可以输出脉冲前沿在35 ps、峰值超过2 kV的电压脉冲。仿真与实验发现当触发脉冲与碳化硅DAS匹配时，可以实现快速开启后快速关断，得益于碳化硅DAS这种神奇现象，可以将峰值在两千伏以上脉冲的半高宽缩小到百皮秒量级；通过频谱分析发现脉冲经过DAS整形后，其最高幅值-30 dB对应的频谱带宽扩大了37倍，达到7.4 GHz。