Modellierung und Simulation von MTO- und GTO- Thyristoren zum Einsatz im Hochspannungsbereich

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Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erstellung physikalisch basierter Modelle von Silizium-Hochleistungshalbleitern zum Einsatz in einem Spannungsbereich von 3 bis 10 kV. Diese Modelle sollen für die Anwendung in einem Schaltungssimulationsprogramm geeignet sein und auf detaillierten Untersuchungen des Bauelementverhaltens mit Hilfe einer Finite-Elemente-Analyse beruhen. Im Gegensatz zu bekannten Ansätzen zur Modellierung von Leistungshalbleitern soll so erstmals eine umfangreiche Verknüpfung von physikalischen und schaltungstechnischen Effekten geschaffen werden (1. und 2. Jahr). In einem zweiten Schritt werden die neuen Simulationsmodelle experimentell überprüft. Dazu wird eine Prüfanlage mit einer Zwischenkreisspannung von 9 kV realisiert, welche die praxisgerechte Anwendung von GTO- und MTO-Thyristoren im Hochspannungsbereich erlaubt (2. und 3. Jahr). Die verifizierten Modelle können schließlich zur Untersuchung besonderer Anwendungen im Hochspannungsbereich dienen und so zu einer Erweiterung des Grundlagenwissens beitragen (3. und 4. Jahr).