[发明专利]一种RSD芯片电流密度分布计算方法

权利要求书

1.一种RSD芯片电流密度分布计算方法，其特征在于：所述的方法为离散化方法，其方法步骤如下：

步骤一、从RSD取出宽度为H、长度为RSD芯片直径D的部分芯片；

步骤二、将步骤一所述的部分芯片离散化为N个小RSD单元排成单列；

步骤三、将步骤二所述的小RSD单元内部按照理想器件处理，即内部的Wn参数分布完全一样，预充及正向导通电流密度分布均匀；

步骤四、所述小RSD单元的电流计算公式：

RSD脉冲放电电路的主回路参数如下：回路总电感为L，放电电容为C0，回路总电阻为R，U为电容C0的电压，主回路电流，

itotal(t)=UωLe-δtsin(ωt)---(1)]]>

式中，

预充阶段的电压及电流密度计算：

RSD电压降

UR=Wn2JF(t)μp[(bQN)-1-13QR(t)(bQN)-2],t<tR---(2)]]>

式中，Q_N＝qN_dW_n，

采用梯形法计算积分Q_R(t)|_t＝(n+1)dt，代入式(2)，方程变换为以J_F(t)为自变量的二元一次方程，求解得到N个小RSD单元的总电流：

itotal(t)|t=(n+1)dt=J(t)|t=(n+1)dtArsd=Arsd1NΣ1N12D-D2-4EV/Wn2μpE---(3)]]>

式中，D＝(bQ_N)^-1-(bQ_N)^-2Q_R(t)|_t＝ndt/3，E＝(bQ_N)^-2dt/3，V＝U_R|_t＝(n+1)dt，A_rsd为小RSD单元的面积，J|_t＝(n+1)dt为t＝(n+1)dt时刻的电路方程计算得到的RSD芯片总电流密度；

正向导通阶段的RSD单元电压及电流密度计算：

磁开关饱和后，RSD电压降

UF=23Wn2JF(t)μpbQNQR,tR<t<t2---(4)]]>

式中，

正向导通后，RSD电压降

UF=23Wn2JF(t)μpbQNQF(t),t>t2---(5)]]>

式中，

t＝(n+1)dt时，整理得到

式中，采用梯形法计算积分Q_F(t)，(6)变换为以J_F(t)为自变量的二元一次方程，求解得到N个小RSD芯片的总电流密度：

itotal(t)|t=(n+1)dt=J(t)|t=(n+1)dtArsd=Arsd1NΣ1N12V(Vdt+(Vdt)2+4K2Q)K2,t>t2---(7),]]>

其中，

p(x,t)剩余等离子体的浓度，

N_dn基区的掺杂浓度，

b＝μ_n/μ_p弱电场中电子与空穴迁移率的比值，

J_(t)流过等离子体电流的密度，

W_n n基区宽度；

步骤五、步骤四中所述的非线性方程(3)、(7)采用近似牛顿法求解。