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功率器件技术 功率模块 可靠性分析 热仿真 ★ 4.0

硅功率二极管中子诱发单粒子烧毁的观测与分析

Observation and Analysis of Neutron-Induced Single-Event Burnout in Silicon Power Diodes

作者 Tomoyuki Shoji · Shuichi Nishida · Kimimori Hamada · Hiroshi Tadano
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2015年5月
技术分类 功率器件技术
技术标签 功率模块 可靠性分析 热仿真
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 中子诱发 单粒子烧毁 SEB 硅功率二极管 热扩散 可靠性 电力电子
语言:

中文摘要

本文利用切片观察技术研究了硅功率二极管中子诱发的单粒子烧毁(SEB)现象,揭示了环形微孔的形成机制。通过热扩散方程推导了SEB过程中局部温升的解析公式,证实了损伤区域的轴对称性源于各向同性的热扩散,为功率器件在极端环境下的可靠性评估提供了理论依据。

English Abstract

Annular microvoids formed by neutron-induced single-event burnout (SEB) in Si power diodes were observed by a slice-and-view technique. The axial symmetry of damage region reflects the spatially isotropic thermal diffusion that occurred. Analytical formulas for the local rise in temperature during SEB were derived from the thermal diffusion equation. The local temperature was found to increase in ...
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SunView 深度解读

功率器件的可靠性是阳光电源逆变器及储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS)的核心竞争力。SEB现象在户外高海拔或极端环境下对硅基功率器件构成潜在威胁。本文提出的热扩散分析方法及损伤观测技术,可指导阳光电源研发团队在器件选型、功率模块封装设计及散热优化中,更精准地评估器件在辐射环境下的鲁棒性。建议将此类可靠性分析纳入高压组串式逆变器及大型储能PCS的研发验证流程,以提升产品在复杂电网环境下的长期运行稳定性。