江蘇代理SEMIKRON西門康IGBT模塊

    晶閘管等元件通過整流來實(shí)現(xiàn)。除此之外整流器件還有很多，如：可關(guān)斷晶閘管GTO，逆導(dǎo)晶閘管，雙向晶閘管，整流模塊，功率模塊IGBT，SIT，MOSFET等等，這里只探討晶閘管。晶閘管又名可控硅，通常人們都叫可控硅。是一種功率半導(dǎo)體器件，由于它效率高，控制特性好，壽命長，體積小等優(yōu)點(diǎn)，自上個(gè)世紀(jì)六十長代以來，獲得了迅猛發(fā)展，并已形成了一門單獨(dú)的學(xué)科?！熬чl管交流技術(shù)”。晶閘管發(fā)展到，在工藝上已經(jīng)非常成熟，品質(zhì)更好，成品率大幅提高，并向高壓大電流發(fā)展。目前國內(nèi)晶閘管大額定電流可達(dá)5000A，國外更大。我國的韶山電力機(jī)車上裝載的都是我國自行研制的大功率晶閘管。晶閘管的應(yīng)用：一、可控整流如同二極管整流一樣，可以把交流整流為直流，并且在交流電壓不變的情況下，方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流，實(shí)現(xiàn)交流——可變直流二、交流調(diào)壓與調(diào)功利用晶閘管的開關(guān)特性代替老式的接觸調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器和飽和電抗器調(diào)壓。為了消除晶閘管交流調(diào)壓產(chǎn)生的高次諧波，出現(xiàn)了一種過零觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載交流功率的無級(jí)調(diào)節(jié)即晶閘管調(diào)功器。交流——可變交流。三、逆變與變頻直流輸電：將三相高壓交流整流為高壓直流，由高壓直流遠(yuǎn)距離輸送以減少損耗。 反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關(guān)斷。江蘇代理SEMIKRON西門康IGBT模塊

    但在中MOSFET及IGBT主流器件市場上，90％主要依賴進(jìn)口，基本被國外歐美、日本企業(yè)壟斷。國外企業(yè)如英飛凌、ABB、三菱等廠商研發(fā)的IGBT器件產(chǎn)品規(guī)格涵蓋電壓600V-6500V，電流2A-3600A，已形成完善的IGBT產(chǎn)品系列。英飛凌、三菱、ABB在1700V以上電壓等級(jí)的工業(yè)IGBT領(lǐng)域占優(yōu)勢；在3300V以上電壓等級(jí)的高壓IGBT技術(shù)領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。在大功率溝槽技術(shù)方面，英飛凌與三菱公司處于國際水平。西門康、仙童等在1700V及以下電壓等級(jí)的消費(fèi)IGBT領(lǐng)域處于優(yōu)勢地位。盡管我國擁有大的功率半導(dǎo)體市場，但是目前國內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的研發(fā)與國際大公司相比還存在很大差距，特別是IGBT等器件差距更加明顯。技術(shù)均掌握在發(fā)達(dá)國家企業(yè)手中，IGBT技術(shù)集成度高的特點(diǎn)又導(dǎo)致了較高的市場集中度。跟國內(nèi)廠商相比，英飛凌、三菱和富士電機(jī)等國際廠商占有的市場優(yōu)勢。形成這種局面的原因主要是：1、國際廠商起步早，研發(fā)投入大，形成了較高的壁壘。2、國外制造業(yè)水平比國內(nèi)要高很多，一定程度上支撐了國際廠商的技術(shù)優(yōu)勢。中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須改變目前技術(shù)處于劣勢的局面，特別是要在產(chǎn)業(yè)鏈上游層面取得突破，改變目前功率器件領(lǐng)域封裝強(qiáng)于芯片的現(xiàn)狀?？偟膩碚f。 江蘇代理SEMIKRON西門康IGBT模塊普通的交流220V供電，使用600V的IGBT。

    第1表面和第二表面相對(duì)設(shè)置；第1表面上設(shè)置有工作區(qū)域和電流檢測區(qū)域的公共柵極單元，以及，工作區(qū)域的第1發(fā)射極單元、電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元和第三發(fā)射極單元，其中，第三發(fā)射極單元與第1發(fā)射極單元連接，公共柵極單元與第1發(fā)射極單元和第二發(fā)射極單元之間通過刻蝕方式進(jìn)行隔開；第二表面上設(shè)有工作區(qū)域和電流檢測區(qū)域的公共集電極單元；接地區(qū)域設(shè)置于第1發(fā)射極單元內(nèi)的任意位置處；電流檢測區(qū)域和接地區(qū)域分別用于與檢測電阻連接，以使檢測電阻上產(chǎn)生電壓，并根據(jù)電壓檢測工作區(qū)域的工作電流。本申請(qǐng)避免了柵電極因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?，提高了檢測電流的精度。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說明書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。

    在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來越的應(yīng)用，在較高頻率的大、率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。IGBT的等效電路如圖1所示。由圖1可知，若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓，則MOSFET導(dǎo)通，這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通；若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V，則MOS截止，切斷PNP晶體管基極電流的供給，使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件，在它的柵極—發(fā)射極間施加十幾V的直流電壓，只有在uA級(jí)的漏電流流過，基本上不消耗功率。1、IGBT模塊的選擇IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關(guān)。其相互關(guān)系見下表。使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時(shí)，所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。同時(shí)，開關(guān)損耗增大，使原件發(fā)熱加劇，因此，選用IGBT模塊時(shí)額定電流應(yīng)大于負(fù)載電流。特別是用作高頻開關(guān)時(shí)，由于開關(guān)損耗增大，發(fā)熱加劇，選用時(shí)應(yīng)該降等使用。2、使用中的注意事項(xiàng)由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu)，IGBT的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離。由于此氧化膜很薄，其擊穿電壓一般達(dá)到20～30V。因此因靜電而導(dǎo)致柵極擊穿是IGBT失效的常見原因之一。因此使用中要注意以下幾點(diǎn)：在使用模塊時(shí)。 這些IGBT是汽車級(jí)別的，屬于特種模塊，價(jià)格偏貴。

    而是為了保護(hù)IGBT脆弱的反向耐壓而特別設(shè)置的，又稱為FWD（續(xù)流二極管）。二者內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同MOSFET的三個(gè)極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。IGBT的三個(gè)極分別是集電極(C)、發(fā)射極(E)和柵極(G)。IGBT是通過在MOSFET的漏極上追加層而構(gòu)成的。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖：二者的應(yīng)用領(lǐng)域不同MOSFET和IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，決定了其應(yīng)用領(lǐng)域的不同。由于MOSFET的結(jié)構(gòu)，通常它可以做到電流很大，可以到上KA，但是前提耐壓能力沒有IGBT強(qiáng)。其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橛陂_關(guān)電源，鎮(zhèn)流器，高頻感應(yīng)加熱，高頻逆變焊機(jī)，通信電源等高頻電源領(lǐng)域。IGBT可以做很大功率，電流和電壓都可以，就是一點(diǎn)頻率不是太高，目前IGBT硬開關(guān)速度可以到100KHZ，IGBT集中應(yīng)用于焊機(jī)，逆變器，變頻器，電鍍電解電源，超音頻感應(yīng)加熱等領(lǐng)域。MOSFET與IGBT的主要特點(diǎn)MOSFET具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性，在電路中，可以用作放大器、電子開關(guān)等用途。IGBT作為新型電子半導(dǎo)體器件，具有輸入阻抗高，電壓控制功耗低，控制電路簡單，耐高壓，承受電流大等特性，在各種電子電路中獲得極的應(yīng)用。IGBT的理想等效電路如下圖所示，IGBT實(shí)際就是MOSFET和晶體管三極管的組合。 IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP(原來為NPN)晶體管提供基極電流，使IGBT導(dǎo)通。江蘇代理SEMIKRON西門康IGBT模塊

封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上。江蘇代理SEMIKRON西門康IGBT模塊

    廣泛應(yīng)用在斬波或逆變電路中，如軌道交通、電動(dòng)汽車、風(fēng)力和光伏發(fā)電等電力系統(tǒng)以及家電領(lǐng)域。此外，半導(dǎo)體功率模塊主要包括igbt器件和fwd，在實(shí)際應(yīng)用中，為了保證半導(dǎo)體功率模塊能夠保證安全、可靠的工作，通常在半導(dǎo)體功率模塊的dcb板上增加電流傳感器以及溫度傳感器，以對(duì)半導(dǎo)體功率模塊中的器件進(jìn)行過電流和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便電路進(jìn)行保護(hù)?，F(xiàn)有技術(shù)中主要通過在igbt器件芯片內(nèi)集成電流傳感器，并利用鏡像電流檢測原理實(shí)現(xiàn)電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控，例如，對(duì)于圖2中的電流敏感器件，在igbt器件芯片有源區(qū)內(nèi)按照一定面積比如1:1000，隔離開1/1000的源區(qū)金屬電極作為電流檢測的電流傳感器1，該電流傳感器1的集電極和柵極與主工作區(qū)是共用，發(fā)射極則是分開的，因此，在電流傳感器1的源區(qū)金屬上引出電流以測試電極，并在外電路中檢測測試電極中的電流，從而檢測器件工作中電流狀態(tài)。但是，在上述鏡像電流檢測中，受發(fā)射極引線的寄生電阻和電感產(chǎn)生的阻抗的影響，電流檢測精度會(huì)降低，因此，現(xiàn)有方法主要采用kelvin連接，如圖3所示，當(dāng)柵極高電平時(shí)，電流傳感器1與主工作區(qū)分別流過電流，電流傳感器1的電流流過檢測電阻40到主工作區(qū)發(fā)射區(qū)金屬后通過主工作區(qū)發(fā)射極引線到地。 江蘇代理SEMIKRON西門康IGBT模塊