90年代中期,溝槽柵結(jié)構(gòu)又返回到一種新概念的IGBT,它是采用從大規(guī)模集成(LSI)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術實現(xiàn)的新刻蝕工藝,但仍然是穿通(PT)型芯片結(jié)構(gòu)。[4]在這種溝槽結(jié)構(gòu)中,實現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關斷時間之間折衷的更重要的改進。硅芯片的重直結(jié)構(gòu)也得到了急劇的轉(zhuǎn)變,先是采用非穿通(NPT)結(jié)構(gòu),繼而變化成弱穿通(LPT)結(jié)構(gòu),這就使安全工作區(qū)(SOA)得到同表面柵結(jié)構(gòu)演變類似的改善。這次從穿通(PT)型技術先進到非穿通(NPT)型技術,是**基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通(PT)技術會有比較高的載流子注入系數(shù),而由于它要求對少數(shù)載流子壽命進行控制致使其輸運效率變壞。具體地來說,p+n-p的電流放大系數(shù)α設計為0.5以下。松江區(qū)進口IGBT模塊銷售廠家
為了抑制n+pn-寄生晶體管的工作IGBT采用盡量縮小p+n-p晶體管的電流放大系數(shù)α作為解決閉鎖的措施。具體地來說,p+n-p的電流放大系數(shù)α設計為0.5以下。 IGBT的閉鎖電流IL為額定電流(直流)的3倍以上。IGBT的驅(qū)動原理與電力MOSFET基本相同,通斷由柵射極電壓uGE決定。 [2]導通IGBT硅片的結(jié)構(gòu)與功率MOSFET 的結(jié)構(gòu)十分相似,主要差異是IGBT增加了P+ 基片和一個N+ 緩沖層(NPT-非穿通-IGBT技術沒有增加這個部分),其中一個MOSFET驅(qū)動兩個雙極器件。松江區(qū)進口IGBT模塊銷售廠家為了減少接觸熱阻,在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。
Q 為柵極電荷,可參考IGBT模塊參數(shù)手冊。例如,常見IGBT驅(qū)動器(如TX-KA101)輸出正電壓15V,負電壓-9V,則U=24V,假設 F=10KHz,Q=2.8uC可計算出 P=0.67w ,柵極電阻應選取2W電阻,或2個1W電阻并聯(lián)。三、設置柵極電阻的其他注意事項1、盡量減小柵極回路的電感阻抗,具體的措施有:a)驅(qū)動器靠近IGBT減小引線長度;b) 驅(qū)動的柵射極引線絞合,并且不要用過粗的線;c) 線路板上的 2 根驅(qū)動線的距離盡量靠近;d) 柵極電阻使用無感電阻;e) 如果是有感電阻,可以用幾個并聯(lián)以減小電感。2、IGBT 開通和關斷選取不同的柵極電阻
正式商用的高壓大電流IGBT器件至今尚未出現(xiàn),其電壓和電流容量還很有限,遠遠不能滿足電力電子應用技術發(fā)展的需求,特別是在高壓領域的許多應用中,要求器件的電壓等級達到10KV以上。目前只能通過IGBT高壓串聯(lián)等技術來實現(xiàn)高壓應用。國外的一些廠家如瑞士ABB公司采用軟穿通原則研制出了8KV的IGBT器件,德國的EUPEC生產(chǎn)的6500V/600A高壓大功率IGBT器件已經(jīng)獲得實際應用,日本東芝也已涉足該領域。與此同時,各大半導體生產(chǎn)廠商不斷開發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠性、低成本技術,主要采用1um以下制作工藝,研制開發(fā)取得一些新進展。 [1]只在關斷時才會出現(xiàn)動態(tài)閂鎖。這一特殊現(xiàn)象嚴重地限制了安全操作區(qū)。
1947年12月,美國貝爾實驗室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組,研制出一種點接觸型的鍺晶體管。晶體管的問世,是20世紀的一項重大發(fā)明,是微電子**的先聲。晶體管出現(xiàn)后,人們就能用一個小巧的、消耗功率低的電子器件,來代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發(fā)明又為后來集成電路的誕生吹響了號角。20世紀**初的10年,通信系統(tǒng)已開始應用半導體材料。20世紀上半葉,在無線電愛好者中***流行的礦石收音機,就采用礦石這種半導體材料進行檢波。半導體的電學特性也在電話系統(tǒng)中得到了應用。晶體管的發(fā)明,**早可以追溯到1929年,當時工程師利蓮費爾德就已經(jīng)取得一種晶體管的**。但是,限于當時的技術水平,制造這種器件的材料達不到足夠的純度,而使這種晶體管無法制造出來。因此因靜電而導致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。松江區(qū)哪里IGBT模塊設計
電導調(diào)制效應使電阻RN減小,使通態(tài)壓降小。松江區(qū)進口IGBT模塊銷售廠家
這次從穿通(PT)型技術先進到非穿通(NPT)型技術,是**基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通(PT)技術會有比較高的載流子注入系數(shù),而由于它要求對少數(shù)載流子壽命進行控制致使其輸運效率變壞。另一方面,非穿通(NPT)技術則是基于不對少子壽命進行殺傷而有很好的輸運效率,不過其載流子注入系數(shù)卻比較低。進而言之,非穿通(NPT)技術又被軟穿通(LPT)技術所代替,它類似于某些人所謂的“軟穿通”(SPT)或“電場截止”(FS)型技術,這使得“成本—性能”的綜合效果得到進一步改善。1996年,CSTBT(載流子儲存的溝槽柵雙極晶體管)使第5代IGBT模塊得以實現(xiàn)[6],它采用了弱穿通(LPT)芯片結(jié)構(gòu),又采用了更先進的寬元胞間距的設計。包括一種“反向阻斷型”(逆阻型)功能或一種“反向?qū)ㄐ汀?逆導型)功能的IGBT器件的新概念正在進行研究,以求得進一步優(yōu)化。松江區(qū)進口IGBT模塊銷售廠家
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