1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2024-29-6-772-786EFLYTV621.382.3Элементы интегральной электроникиHigh-frequency transistor model with static inductionВысокочастотная модель транзистора со статической индукциейМаксименко Юрий НиколаевичМаксименкоЮрий НиколаевичMaksimenkoYury N.Yury N. MaksimenkoПетросянц Константин ОрестовичПетросянцКонстантин ОрестовичPetrosyantsKonstantin O.Konstantin O. PetrosyantsСилкин Денис СергеевичСилкинДенис СергеевичSilkinDenis S.Denis S. SilkinГрабежова Виктория КонстантиновнаГрабежоваВиктория КонстантиновнаGrabezhovaVictoria K.Victoria K. GrabezhovaVega Biomicroelectronic Technology Design Center LLC, Russia, 630082, Novosibirsk, Dachnaya st., 60ANational Research University Higher School of Economics, Russia, 123458, Moscow, Tallinnskaya st., 34; Institute for Design Problems in Microelectronics of the Russian Academy of Sciences, Russia, 124365, Moscow, Zelenograd, Sovetskaya st., 3 30012026Том. 29 №6772786http://ivuz-e.ru/en/issues/Том 29 №6/vysokochastotnaya_model_tranzistora_so_staticheskoy_induktsiey/http://ivuz-e.ru#

Physical and mathematical model of a transistor with static induction makes it possible to calculate the main current-voltage characteristics and to analyze the design of devices for static mode in bipolar operation of transistor, and also to understand the possibilities of crystal design improvement. However, this model does not allow analyzing the operation of devices with static induction at high frequencies, without which it is impossible to create a device design with optimal parameters. In this work, a model of devices with static induction for their operation analysis at high frequencies is presented. The ways of crystal design improvement allowing an increase in switching rate by more than an order of magnitude are proposed. Using the developed model, an analysis of the operation of the KP926 transistor at high frequencies was carried out. It has been established that it is possible to make changes to the crystal design that will lead to an increase in the operating frequency of the device by more than an order of magnitude while maintaining the main current-voltage characteristics.

Физико-математическая модель транзистора со статической индукцией дает возможность проводить расчет основных ВАХ и анализ конструкции приборов для статического режима при биполярном режиме работы транзистора, а также позволяет понять возможности улучшения конструкции кристалла. Однако данная модель не обеспечивает анализ работы приборов со статической индукцией на высоких частотах, без которого нельзя создать конструкцию прибора с оптимальными параметрами. В работе представлена модель приборов со статической индукцией для анализа их работы на высоких частотах. Предложены пути по улучшению конструкции кристалла, позволяющие увеличить скорость переключения более чем на порядок. С применением представленной модели проведен анализ высокочастотных свойств транзистора КП926. Установлено, что в конструкцию кристалла можно внести изменения, приводящие к увеличению рабочей частоты прибора более чем на порядок при сохранении основных ВАХ.

transistor with static inductionphysical and mathematical modeltransistor resistance in open stateperformancetransistor with static inductionphysical and mathematical modeltransistor resistance in open stateperformance Максименко Ю. Мощный высоковольтный транзистор со статической индукцией КП926А, Б // Современная электроника. 2023. № 4. С. 24-27.Maksimenko Yu. Powerful high-voltage transistor with static induction KP926A, B. Sovremennaya elektronika, 2023, no. 4, pp. 24–27. (In Russian).Бономорский О. И., Кюрегян А. С., Горбатюк А. В., Иванов Б. В. Сравнительный анализ статических характеристик биполярных транзисторов с изолированным затвором и тиристоров с полевым управлением // Электротехника. 2015. № 2. С. 51а-56. EDN: TGTMIZBonomorskii O. I., Kyuregyan A. S., Gorbatyuk A. V., Ivanov B. V. Comparative analysis of static characteristics of insulated gate bipolar transistors and thyristors with static induction. Russ. Electr. Engin., 2015, vol. 86, iss. 2, pp. 93–97. https://doi.org/10.3103/S1068371215020042Кюрегян А. С., Горбатюк А. В., Иванов Б. В. Сравнение средних по времени потерь мощности в биполярных транзисторах с изолированным затвором и комбинированных СИТ-МОП-транзисторах // Электротехника. 2017. № 2. С. 52-56. EDN: XSDLUTKyuregyan A. S., Gorbatyuk A. V., Ivanov B. V. A comparison of time-average power losses in insulated-gate bipolar transistors and hybrid SIT–MOS–transistors. Russ. Electr. Engin., 2017, vol. 88, iss. 2, pp. 77–80 https://doi.org/10.3103/S1068371217020043Боднарь Д. Полупроводниковая микроэлектроника - 2023 г. Ч. 1: Широкозонные полупроводники раздвигают горизонты достигнутого // Электронные компоненты. 2023. № 11. С. 17-25. EDN: DXFSJLBodnar’ D. Semiconductor microelectronics – 2023. Pt. 1. Wide-band semiconductors are pushing the horizons of what has been achieved. Elektronnye komponenty = Electronic Components, 2023, no. 11, pp. 17–25. (In Russian). EDN: DXFSJL.Максименко Ю. Н., Петросянц К. О., Силкин Д. С., Грабежова В. К.TCAD-моделирование транзистора со статической индукцией // Изв. вузов. Электроника. 2024. Т. 29. № 4. С. 489-503. DOI: 10.24151/1561-5405-2024-29-4-489-503 EDN: DWGUPKMaksimenko Yu. N., Petrosyants K. O., Silkin D. S., Grabezhova V. K. TCAD simulation of a static induction transistor. Izv. vuzov. Elektronika = Proc. Univ. Electronics, 2024, vol. 29, no. 4, pp. 489–503. (In Russian). https://doi.org/10.24151/1561-5405-2024-29-4-489-503. – EDN: DWGUPK.Воронин П. А. Силовые полупроводниковые ключи: Семейства, характеристики, применение. М.: Додэка-XXI, 2001. 380 с.Voronin P. A. Power electronics semiconductor switches: Families, characteristics, application. Moscow, Dodeka-XXI Publ., 2001. 380 p. (In Russian).Максименко Ю. Н. Мощные полупроводниковые приборы со статической индукцией: монография. Новосибирск: PVN, 2022. 214 с.Maksimenko Yu. N. Powerful static induction semiconductor devices, monograph. Novosibirsk, PVN Publ., 2022. 214 p. (In Russian).Максименко Ю. Н. Транзистор со статической индукцией КП926 с повышенным быстродействием // Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы. 2022. № 3 (266). С. 51-54.. -. DOI: 10.36845/2073-8250-2022-266-3-51-54 EDN: CASSYEMaksimenko Yu. N. Static induction transistor KP926 with increased speed. Elektronnaya tekhnika. Ser. 2. Poluprovodnikovyye pribory = Electronic Technology. Ser. 2. Semiconductor Devices, 2022, no. 3 (266), pp. 51–54. (In Russian). https://doi.org/10.36845/2073-8250-2022-266-3-51-54. – EDN: CASSYE.