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负微分电导下晶闸管的动力学行为与混沌现象

谭平安 张波 丘东元

负微分电导下晶闸管的动力学行为与混沌现象

谭平安, 张波, 丘东元
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  • 研究了晶闸管处于负微分电导状态下的非线性动力学行为,推导了晶闸管动力学系统不稳定需满足的边界条件,解释了晶闸管混沌现象产生机理.建立了晶闸管的非线性动力学方程,分析了该动力学方程的线性稳定性.在此基础上根据Jacobi矩阵得到了系统不稳定需满足的边界条件,指出晶闸管的混沌行为并非只由负微分电导特性引起,还与外界条件和器件本身物理参数等因素有关.最后,通过数值仿真和实验研究证实了理论分析的正确性,从而完整地解释了晶闸管的倍周期分岔和混沌行为.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号:50937001)、国家高技术研究发展计划 (批准号:2007AA05Z229)、国家自然科学基金(批准号:50877028)和广东省自然科学基金重点项目(批准号:8251064101000014)资助的课题.
    [1]

    [1]Aoki K, Yamamoto K 1989 Appl. Phys. 48 111

    [2]

    [2]Deane J H, Hamill D C 1990 IEEE Trans. Power Electron. 5 260

    [3]

    [3]Lisik Z, Turowski 1991 IEEE Circ. Dev. Syst. 138 575

    [4]

    [4]Li G H, Zhou S P, Xu D M 2002 Acta Phys. Sin. 51 736(in Chinese)[李国辉、周世平、徐得名 2002 物理学报 51 736]

    [5]

    [5]Yao F, Xue C L  2007 Acta Phys. Sin.  56  6654 (in Chinese) [姚飞、薛春来 2007 物理学报  56 6654]

    [6]

    [6]Song J J, Zhang H M 2008 Acta Phys. Sin. 57 5918(in Chinese)[宋建军、张鹤鸣 2008 物理学报 57 5918]

    [7]

    [7]Neamen D A 2003 Semiconductor Physics and Devices(New York: McGraw-Hill) p240

    [8]

    [8]Luo X S, Chen G R 2003 Acta Phys. Sin. 52 12 (in Chinese)[罗晓曙、陈关荣 2003 物理学报 52 12]

    [9]

    [9]Zhou Y L, Luo X S 2003 Acta Phys. Sin. 52 2978 (in Chinese)2[邹艳丽、罗晓曙 2003 物理学报 52 2978]

    [10]

    ]Li M, Ma X K, Dai D, Zhang H 2005 Acta Phys. Sin. 54 1084(in Chinese)[李明、马西魁、戴栋、张浩 2005 物理学报54 1084]

    [11]

    ]Yang R, Zhang B 2007 Acta Phys. Sin. 56 3789(in Chinese)[杨汝、张波 2007 物理学报 56 3789]

    [12]

    ]Wang X M, Zhang B, Qiu D Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 2728(in Chinese)[王学梅、张波、丘东元 2008 物理学报 57 2728]

    [13]

    ]Gorbatyuk A V, Rodin P B 1992 Solid State Electron. 35 1359

    [14]

    ]Benda V 2003 Power Semiconductor Devices: Theory and Applications (England: John Wiley) p56

    [15]

    ]Wacker A, Schll E 1994 Semicond. Sci. Technol. 9 592

    [16]

    ]Just W, Popovich S, Amann A, Baba N, Schll E 2003 Phys. Rev. E 67 026222

  • [1]

    [1]Aoki K, Yamamoto K 1989 Appl. Phys. 48 111

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    [2]Deane J H, Hamill D C 1990 IEEE Trans. Power Electron. 5 260

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    [3]Lisik Z, Turowski 1991 IEEE Circ. Dev. Syst. 138 575

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    [4]Li G H, Zhou S P, Xu D M 2002 Acta Phys. Sin. 51 736(in Chinese)[李国辉、周世平、徐得名 2002 物理学报 51 736]

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    [5]Yao F, Xue C L  2007 Acta Phys. Sin.  56  6654 (in Chinese) [姚飞、薛春来 2007 物理学报  56 6654]

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    [7]Neamen D A 2003 Semiconductor Physics and Devices(New York: McGraw-Hill) p240

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    [9]Zhou Y L, Luo X S 2003 Acta Phys. Sin. 52 2978 (in Chinese)2[邹艳丽、罗晓曙 2003 物理学报 52 2978]

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    [12]

    ]Wang X M, Zhang B, Qiu D Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 2728(in Chinese)[王学梅、张波、丘东元 2008 物理学报 57 2728]

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    ]Gorbatyuk A V, Rodin P B 1992 Solid State Electron. 35 1359

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    ]Benda V 2003 Power Semiconductor Devices: Theory and Applications (England: John Wiley) p56

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    ]Wacker A, Schll E 1994 Semicond. Sci. Technol. 9 592

    [16]

    ]Just W, Popovich S, Amann A, Baba N, Schll E 2003 Phys. Rev. E 67 026222

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-08-10
  • 修回日期:  2009-11-18
  • 刊出日期:  2010-03-05

负微分电导下晶闸管的动力学行为与混沌现象

  • 1. (1)华南理工大学电力学院,广州 510640; (2)华南理工大学电力学院,广州 510640;湘潭大学信息工程学院,湘潭 411105
    基金项目: 

    国家自然科学基金重点项目(批准号:50937001)、国家高技术研究发展计划 (批准号:2007AA05Z229)、国家自然科学基金(批准号:50877028)和广东省自然科学基金重点项目(批准号:8251064101000014)资助的课题.

摘要: 研究了晶闸管处于负微分电导状态下的非线性动力学行为,推导了晶闸管动力学系统不稳定需满足的边界条件,解释了晶闸管混沌现象产生机理.建立了晶闸管的非线性动力学方程,分析了该动力学方程的线性稳定性.在此基础上根据Jacobi矩阵得到了系统不稳定需满足的边界条件,指出晶闸管的混沌行为并非只由负微分电导特性引起,还与外界条件和器件本身物理参数等因素有关.最后,通过数值仿真和实验研究证实了理论分析的正确性,从而完整地解释了晶闸管的倍周期分岔和混沌行为.

English Abstract

参考文献 (16)

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