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超结IGBT的仿真研究的开题报告
开题报告
题目：超结IGBT的仿真研究
选题背景：
随着现代电力电子技术的不断发展和应用，功率半导体器件的研究和开发愈发重要。目前，比较成熟的功率半导体器件有MOSFET、IGBT和GTO等，其中IGBT因其具有高性能、高可靠性、低成本等优势，成为广泛应用于工业自动化、交通、通讯、家电等领域的重要器件。但是传统的PT-IGBT（PlanarThin-IGBT）在高温、高压、高频等恶劣环境下的稳定性和可靠性还有待提高。
为了克服传统PT-IGBT的这些问题，近年来越来越多的研究者开始关注超结IGBT（SuperJunctionInsulatedGateBipolartransistor，SJ-IGBT）的研究。SJ-IGBT利用超结技术制作，具有能承受高电压、高温、高频和低能耗等优势，是一种非常有前途的功率半导体器件。因此，对超结IGBT的仿真研究具有很高的实际应用价值和研究意义。
研究内容：
该论文旨在对超结IGBT进行仿真研究，主要包括以下几个方面：
1.超结IGBT的结构设计和工艺制备过程；
2.超结IGBT的物理模型建立，包括电学、结构和热学三个方面；
3.针对超结IGBT的物理模型，利用有限元方法建立数值模型，进行优化设计；
4.对超结IGBT进行电学性能仿真，包括开通失效、关断失效、漏电流等方面的仿真；
5.对超结IGBT进行结构热耦合仿真，研究其温度分布和热稳定性；
6.对超结IGBT的性能进行分析和评价。
研究意义：
通过对超结IGBT的仿真研究，可以深入了解其特点和性能表现，并从理论上解释其性能优势。同时，为超结IGBT的设计和应用提供了理论依据和实验基础。此外，还可以为其它功率半导体器件的研究提供借鉴和参考。
预期成果：
1.建立超结IGBT的物理模型，并通过有限元方法进行仿真设计优化；
2.实现超结IGBT的电学仿真和热学仿真，并进行性能分析和评价；
3.论文完成，获得学士学位。
研究方法和步骤：
1.研究超结IGBT的结构和制备过程，摸清其物理特性和构造；
2.建立超结IGBT的物理模型，包括电学、结构和热学三个方面，进行特性分析和数值模拟；
3.利用有限元方法进行数值模型的优化设计，不断优化模型并进行仿真模拟；
4.在UG/ANSYS等软件环境下对超结IGBT进行电学性能仿真，包括开通失效、关断失效、漏电流等方面的仿真；
5.针对超结IGBT进行结构热耦合仿真分析，研究其温度分布和热稳定性；
6.对超结IGBT的性能进行分析和评价，撰写论文并答辩。
进度安排：
第一学期：了解超结IGBT的基本构造和物理特性，学习仿真软件的基本使用方法。
第二学期：建立超结IGBT的物理模型，进行特性分析和数值模拟，并进行优化设计。
第三学期：在UG/ANSYS等软件环境下对超结IGBT进行电学性能仿真，并进行性能分析和评价。
第四学期：针对超结IGBT进行结构热耦合仿真分析，研究其温度分布和热稳定性，撰写论文并答辩。
参考文献：
1.陈善骏,李频.超结IGBT:开创新局的功率半导体器件[J].电机技术,2013,57(10):1-6.
2.贾文,张鹏飞,周世龙,等.超结IGBT电学性能优化研究[J].半导体技术,2012,37(7):440-445.
3.杨元培,杨祥坤,谷铮,等.基于3D仿真方法的超结钝化PTIGBT研究[J].控制与决策,2014,29(2):359-365.
4.赵小兵,姜斌,朱铁峰.基于ANSYS仿真的超结时序电特性研究[J].微电子学与计算机,2016,33(07):61-64.