第一章绪论
半导体功率器件的发展
近年来功率半导体器件在各个领域的应用范围已大幅度扩张，无论是口常生活用品的研制与国防科技的发展等各个方面，比如航空、航天、高铁、汽车、计算机、消费类电子、机械自动化等其他与工业部门至关重要的基础部件。在电力工业领域，功率半导体器件以超大功率晶闸管、IGBT为代表，为了能够实现对电能的传输进行有效接收及最佳应用提供支持，功率半导体器件的发展趋势是继续向高电压、大电流的方向发展，在电子领域，电源管理器件则倾向集成化、智能化以及更高的频率和精度。要想实现这样的目标有一项是不能忽视的，那就是二极管的配套使用。二极管虽然相对来说结构简单，但是应用范围很广，可以通过改变其传统的简单的结构和各项工艺得到的新型PIN结构快恢复二极管FRD在各个高压器件的应用中都会起到很好的协助与调节作用
上个世纪50年代初期，世界上第一只可控半导体器件双极结型晶体管(BJT)诞生，随着BJT在各种电子系统中的广泛应用，人类开始迈入大功率电能转换的时代。
早在1957年，首个普通晶闸管诞生，它是由美国通用电气(GE)公司研究生产并很快应用工业生产中的，从此，半导体器件的发展之路逐渐展开。在以后的几年中，我们熟知的各种新生晶闸管相继问世，根据不同时代生产的需求与经济发展的水平，各种晶闸管在电力半导体领域均发挥着不小的作用。从非对称晶闸管到后来的光抓‘晶闸管等派生器件都曾在各自的历史舞台上闪烁光芒。
20世纪70年代，随着集成电路的发展，MO S型半导体功率器件诞生。MO S型半导体功率器件是电压控制型器件，通过栅极电压控制器件的开关过程，与之前的BJT相比，极大程度的简化了输入的驱动线路，在体积和重量上推进了电力电子系统的集成化。
80年代初期，有人试图将MO S与BJT技术集成起来，经过大量研究得到了今天我们熟知的绝缘栅双极晶体管，简称IGBT。它具有电压控制、驱动功率小、输入阻抗大和导通电阻小的优点，并目_具有类似MOSFET的宽SOA特性，属比较理想的半导体大功率器件。MOSFET和IGBT的工艺水平的提高和各项特性的不断优化，标志着电子电子技术逐渐向着大容量、高频率、低损耗和快响应方向发展。
90年代，电力电子器件则朝着产品标准化、结构模块化、性能智能化和功能复合化的方向发展。就目前来讲，比较先进的模块包括开关兀件、反向续流二极管和驱动保护电路等多个单兀，并基本实现了产品的标准化和系列化，在电性能一致性与可靠性上也达到了较高的水平。
二极管的一般定义是包括电气连接的pn结，由pn结理论可知，要承受高阻断电压，pn结一侧必须是低掺杂。对高压半导体器件来说，通常是n型区低掺杂，原因是:中子擅变技术能形成非常低、非常均匀的n型掺杂;对给定的电压等级，pn允许比与np结更薄的厚度。
设训一高反向耐压pn结二极管的一个重要问题是，掺杂水平在19cm-似下的n型区很难与金属形成欧姆接触，因此pn一结不适合工作在大电流密度下。要使能承受高耐压的pn一结能与金属形成欧姆接触，要在结构上加以改进。改进的办法是通过在pn结的n区添加n层得以解决，即形成了prin结构，为了在阴极形成低接触电阻，层的掺杂浓度必须足够大。
当器件处正向偏置状态时，prin二极管的低中间掺杂区域通常要被驱动到大注入状态。在这种状态下，一掺杂原子的电荷不再对总的电荷平衡其主要作用，这种状态就跟中间区域没有掺杂(本证)是一样的，这就是PIN二极管通常被称为PIN二极管的原因所在
第二章 反向恢复机理............. 18-22
2.1 PIN二极管的............. 18-19
2.2 反向恢复机理............. 19-22
第三章 PIN二极管雪崩............. 22-36
3.1 封面静态雪崩............. 22-24
3.2 静态雪崩击穿............. 24-30
3.2.1 二极管的结构.............24-26
3.2.2 电场分布的............. 26-27
3.2.3 电流密度分布............. 27-28
3.2.4 温度分布的............. 28-30
3.3 PIN二极管动态雪崩............. 30-36
3.3.1 动态雪崩击穿............. 30-32
3.3.2 动态雪崩击穿.............32-36
第四章 PIN二极管反向恢复............. 36-47
4.1 各参数对PIN二极管............. 36-42
4.1.1 反向峰值电流............. 36-37
4.1.2 正向电流密度............. 37-40
4.1.3 载流子寿命............. 40-42
4.2 各参数对PIN二极管............. 42-45
4.2.1 正向电流密度............. 43
4.2.2 载流子寿命............. 43-45
4.3 其他参数的影响............. 45
4.4 小结............. 45-47
结论
通过前几章对功率器件的讨论分析，对我们所要研究PIN结构二极管有了一个系统的认识与优化。
本文首先在器件结构的认识上我们确立了成熟的结构，在SILVACO-TCAD仿真软件的帮助下，模拟出了该二极管的结构模型，并目在此基础上对其静态、动态参数进行了仿真分析。分别得到了反向偏压下的内部电场、反向电流、载流子密度和晶格温度的静态分布情况，较为详细的对该器件的反句恢复过程做了理论与实际相结合的详细分析，解释了实际生产中存在的器件未达到击穿电压提前击穿损坏的问题。这些研究对PIN结构二极管的击穿耐量的优化有着很大的指导意义。
