寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-05-15

    增加電力網(wǎng)的穩(wěn)定,然后由逆變器將直流高壓逆變?yōu)?0HZ三相交流。直流——交流中頻加熱和交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速、串激調(diào)速等變頻,交流——頻率可變交流四、斬波調(diào)壓(脈沖調(diào)壓)斬波調(diào)壓是直流——可變直流之間的變換,用在城市電車、電氣機(jī)車、電瓶搬運(yùn)車、鏟車(叉車)、電氣汽車等,高頻電源用于電火花加工。五、無(wú)觸點(diǎn)功率靜態(tài)開關(guān)(固態(tài)開關(guān))作為功率開關(guān)元件,代替接觸器、繼電器用于開關(guān)頻率很高的場(chǎng)合晶閘管導(dǎo)通條件:晶閘管加上正向陽(yáng)極電壓后,門極加上適當(dāng)正向門極電壓,使晶閘管導(dǎo)通過(guò)程稱為觸發(fā)。晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo)通后,門極就對(duì)它失去控制作用,通常在門極上只要加上一個(gè)正向脈沖電壓即可,稱為觸發(fā)電壓。門極在一定條件下可以觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通,但無(wú)法使其關(guān)斷。要使導(dǎo)通的晶閘管恢復(fù)阻斷,可降低陽(yáng)極電壓,或增大負(fù)載電阻,使流過(guò)晶閘管的陽(yáng)極電流減小至維持電流(IH)(當(dāng)門極斷開時(shí),晶閘管從較大的通態(tài)電流降至剛好能保持晶閘管導(dǎo)通所需的小陽(yáng)極電流叫維持電流),電流會(huì)突然降到零,之后再提高電壓或減小負(fù)載電阻,電流不會(huì)再增大,說(shuō)明晶閘管已恢復(fù)阻斷。根據(jù)晶閘管陽(yáng)極伏安特性,可以總結(jié)出:1.門極斷開時(shí)。 當(dāng)開關(guān)頻率很高時(shí):導(dǎo)通的時(shí)間相對(duì)于很短,所以,導(dǎo)通損耗只能占一小部分。寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊

    這部分在定義當(dāng)中沒(méi)有被提及的原因在于它實(shí)際上是個(gè)npnp的寄生晶閘管結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)對(duì)IGBT來(lái)說(shuō)是個(gè)不希望存在的結(jié)構(gòu),因?yàn)榧纳чl管在一定的條件下會(huì)發(fā)生閂鎖,讓IGBT失去柵控能力,這樣IGBT將無(wú)法自行關(guān)斷,從而導(dǎo)致IGBT的損壞。具體原理在這里暫時(shí)不講,后續(xù)再為大家更新。2、IGBT和BJT、MOSFET之間的因果故事BJT出現(xiàn)在MOSFET之前,而MOSFET出現(xiàn)在IGBT之前,所以我們從中間者M(jìn)OSFET的出現(xiàn)來(lái)闡述三者的因果故事。MOSFET的出現(xiàn)可以追溯到20世紀(jì)30年代初。德國(guó)科學(xué)家Lilienfeld于1930年提出的場(chǎng)效應(yīng)晶體管概念吸引了許多該領(lǐng)域科學(xué)家的興趣,貝爾實(shí)驗(yàn)室的Bardeem和Brattain在1947年的一次場(chǎng)效應(yīng)管發(fā)明嘗試中,意外發(fā)明了電接觸雙極晶體管(BJT)。兩年后,同樣來(lái)自貝爾實(shí)驗(yàn)室的Shockley用少子注入理論闡明了BJT的工作原理,并提出了可實(shí)用化的結(jié)型晶體管概念。1960年,埃及科學(xué)家Attala及韓裔科學(xué)家Kahng在用二氧化硅改善BJT性能的過(guò)程中意外發(fā)明了MOSFET場(chǎng)效應(yīng)晶體管,此后MOSFET正式進(jìn)入功率半導(dǎo)體行業(yè),并逐漸成為其中一大主力。發(fā)展到現(xiàn)在,MOSFET主要應(yīng)用于中小功率場(chǎng)合如電腦功率電源、家用電器等。 天津代理英飛凌infineonIGBT模塊廠家供應(yīng)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。

    1979年,MOS柵功率開關(guān)器件作為IGBT概念的先驅(qū)即已被介紹到世間。這種器件表現(xiàn)為一個(gè)類晶閘管的結(jié)構(gòu)(P-N-P-N四層組成),其特點(diǎn)是通過(guò)強(qiáng)堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵。80年代初期,用于功率MOSFET制造技術(shù)的DMOS(雙擴(kuò)散形成的金屬-氧化物-半導(dǎo)體)工藝被采用到IGBT中來(lái)。[2]在那個(gè)時(shí)候,硅芯片的結(jié)構(gòu)是一種較厚的NPT(非穿通)型設(shè)計(jì)。后來(lái),通過(guò)采用PT(穿通)型結(jié)構(gòu)的方法得到了在參數(shù)折衷方面的一個(gè)明顯改進(jìn),這是隨著硅片上外延的技術(shù)進(jìn)步,以及采用對(duì)應(yīng)給定阻斷電壓所設(shè)計(jì)的n+緩沖層而進(jìn)展的[3]。幾年當(dāng)中,這種在采用PT設(shè)計(jì)的外延片上制備的DMOS平面柵結(jié)構(gòu),其設(shè)計(jì)規(guī)則從5微米先進(jìn)到3微米。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(lái)的硅干法刻蝕技術(shù)實(shí)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(shí)現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關(guān)斷時(shí)間之間折衷的更重要的改進(jìn)。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(shù)先進(jìn)到非穿通(NPT)型技術(shù),是基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通。

    絕緣柵雙極晶體管IGBT是MOSFET和GTR相結(jié)合的產(chǎn)物。其主體部分與晶體管相同,也有集電極和發(fā)射極,但驅(qū)動(dòng)部分卻和場(chǎng)效應(yīng)晶體管相同,是絕緣柵結(jié)構(gòu)。IGBT的工作特點(diǎn)是,控制部分與場(chǎng)效應(yīng)晶體管相同,控制信號(hào)為電壓信號(hào)UGE,輸人阻抗很高,柵極電流IG≈0,故驅(qū)動(dòng)功率很小。而其主電路部分則與GTR相同,工作電流為集電極電流,工作頻率可達(dá)20kHz。由IGBT作為逆變器件的變頻器載波頻率一般都在10kHz以上,故電動(dòng)機(jī)的電流波形比較平滑,基本無(wú)電磁噪聲。雖然硅雙極型及場(chǎng)控型功率器件的研究已趨成熟,但是它們的性能仍待提高和改善,而1996年出現(xiàn)的集成門極換流晶閘管(IGCT)有迅速取代GTO的趨勢(shì)。集成門極換流晶閘管(IGCT)是將門極驅(qū)動(dòng)電路與門極換流晶閘管GCT集成于一個(gè)整體形成的器件。門極換流晶閘管GCT是基于GTO結(jié)構(gòu)的一個(gè)新型電力半導(dǎo)體器件,它不僅與GTO有相同的高阻斷能力和低通態(tài)壓降,而且有與IGBT相同的開關(guān)性能,兼有GTO和IGBT之所長(zhǎng),是一種較理想的兆瓦級(jí)、中壓開關(guān)器件。IGCT芯片在不串不并的情況下,二電平逆變器容量~3MVA,三電平逆變器1~6MVA;若反向二極管分離,不與IGCT集成在一起,二電平逆變器容量可擴(kuò)至,三電平擴(kuò)至9MVA。目前IGCT已經(jīng)商品化。 IGBT命名方式中,能體現(xiàn)IGBT芯片的年代。

    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(guò)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(méi)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(jiǎn)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。 產(chǎn)品均采用全數(shù)字移相觸發(fā)集成電路,實(shí)現(xiàn)了控制電路和晶閘管主電路集成一體化。寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊

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。寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊

    本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體功率模塊,如圖15所示,半導(dǎo)體功率模塊50配置有上述igbt芯片51,還包括驅(qū)動(dòng)集成塊52和檢測(cè)電阻40。具體地,如圖16所示,igbt芯片51設(shè)置在dcb板60上,驅(qū)動(dòng)集成塊52的out端口通過(guò)模塊引線端子521與igbt芯片51中公共柵極單元100連接,以便于驅(qū)動(dòng)工作區(qū)域10和電流檢測(cè)區(qū)域20工作;si端口通過(guò)模塊引線端子521與檢測(cè)電阻40連接,用于獲取檢測(cè)電阻40上的電壓;以及,gnd端口通過(guò)模塊引線端子521與電流檢測(cè)區(qū)域的第1發(fā)射極單元101引出的導(dǎo)線522連接,檢測(cè)電阻40的另一端還分別與電流檢測(cè)區(qū)域的第二發(fā)射極單元201和接地區(qū)域連接,從而通過(guò)si端口獲取檢測(cè)電阻40上的測(cè)量電壓,并根據(jù)該測(cè)量電壓檢測(cè)工作區(qū)域的工作電流。本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體功率模塊,設(shè)置有igbt芯片,其中,igbt芯片上設(shè)置有:工作區(qū)域、電流檢測(cè)區(qū)域和接地區(qū)域;其中,igbt芯片還包括第1表面和第二表面,且,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(cè)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(cè)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。 寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊