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來源: 發(fā)布時間:2024-06-04

    空穴收集區(qū)8可以處于與第1發(fā)射極單元金屬2隔離的任何位置,特別的,在終端保護區(qū)域的p+場限環(huán)也可以成為空穴收集區(qū)8,本發(fā)明實施例對此不作限制說明。因此,本發(fā)明實施例提供的igbt芯片在電流檢測過程中,通過檢測電阻上產(chǎn)生的電壓,得到工作區(qū)域的電流大小。但是,在實際檢測過程中,檢測電阻上的電壓同時抬高了電流檢測區(qū)域的mos溝槽溝道對地電位,即相當(dāng)降低了電流檢測區(qū)域的柵極電壓,從而使電流檢測區(qū)域的mos的溝道電阻增加。當(dāng)電流檢測區(qū)域的電流越大時,電流檢測區(qū)域的mos的溝道電阻就越大,從而使檢測電壓在工作區(qū)域的電流越大,導(dǎo)致電流檢測區(qū)域的電流與工作區(qū)域電流的比例關(guān)系偏離增大,產(chǎn)生大電流下的信號失真,造成工作區(qū)域在大電流或異常過流的檢測精度低。而本發(fā)明實施例中電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元相當(dāng)于沒有公共柵極單元提供驅(qū)動,即對于igbt芯片的電子和空穴兩種載流子形成的電流,電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元只獲取空穴形成的電流作為檢測電流,從而避免了檢測電流受公共柵極單元的電壓的影響,以及測試電壓的影響而產(chǎn)生信號的失真,即避免了公共柵極單元因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?,從而提高了檢測電流的精度。實施例二:在上述實施例的基礎(chǔ)上。 第四代IGBT命名的后綴為:T4,S4,E4,P4。重慶進口英飛凌infineonIGBT模塊代理商

    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)為一個類晶閘管的結(jié)構(gòu)(P-N-P-N四層組成),其特點是通過強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(雙擴散形成的金屬-氧化物-半導(dǎo)體)工藝被采用到IGBT中來。[2]在那個時候,硅芯片的結(jié)構(gòu)是一種較厚的NPT(非穿通)型設(shè)計。后來,通過采用PT(穿通)型結(jié)構(gòu)的方法得到了在參數(shù)折衷方面的一個明顯改進,這是隨著硅片上外延的技術(shù)進步,以及采用對應(yīng)給定阻斷電壓所設(shè)計的n+緩沖層而進展的[3]。幾年當(dāng)中,這種在采用PT設(shè)計的外延片上制備的DMOS平面柵結(jié)構(gòu),其設(shè)計規(guī)則從5微米先進到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)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術(shù)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(guān)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(shù)先進到非穿通(NPT)型技術(shù),是基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通。 河北英飛凌infineonIGBT模塊IGBT屬于功率器件,散熱不好,就會直接燒掉。

    具有門極輸入阻抗高、驅(qū)動功率小、電流關(guān)斷能力強、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小等優(yōu)點。隨著下游應(yīng)用發(fā)展越來越快,MOSFET的電流能力顯然已經(jīng)不能滿足市場需求。為了在保留MOSFET優(yōu)點的前提下降低器件的導(dǎo)通電阻,人們曾經(jīng)嘗試通過提高MOSFET襯底的摻雜濃度以降低導(dǎo)通電阻,但襯底摻雜的提高會降低器件的耐壓。這顯然不是理想的改進辦法。但是如果在MOSFET結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入一個雙極型BJT結(jié)構(gòu),就不僅能夠保留MOSFET原有優(yōu)點,還可以通過BJT結(jié)構(gòu)的少數(shù)載流子注入效應(yīng)對n漂移區(qū)的電導(dǎo)率進行調(diào)制,從而有效降低n漂移區(qū)的電阻率,提高器件的電流能力。經(jīng)過后續(xù)不斷的改進,目前IGBT已經(jīng)能夠覆蓋從600V—6500V的電壓范圍,應(yīng)用涵蓋從工業(yè)電源、變頻器、新能源汽車、新能源發(fā)電到軌道交通、國家電網(wǎng)等一系列領(lǐng)域。IGBT憑借其高輸入阻抗、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)損耗小等優(yōu)點在龐大的功率器件世界中贏得了自己的一片領(lǐng)域??傮w來說,BJT、MOSFET、IGBT三者的關(guān)系就像下面這匹馬當(dāng)然更準(zhǔn)確來說,這三者雖然在之前的基礎(chǔ)上進行了改進,但并非是完全替代的關(guān)系,三者在功率器件市場都各有所長,應(yīng)用領(lǐng)域也不完全重合。因此,在時間上可以將其看做祖孫三代的關(guān)系。

    并在檢測電阻40上得到檢測信號。因此,這種將檢測電阻40通過引線直接與主工作區(qū)的源區(qū)金屬相接,可以避免主工作區(qū)的工作電流接地電壓對測試的影響。但是,這種方式得到的檢測電流曲線與工作電流曲線并不對應(yīng),如圖4所示,得到的檢測電流與工作電流的比例關(guān)系不固定,在大電流時,檢測電流與工作電流的偏差較大,此時,電流傳感器1的靈敏性較低,從而導(dǎo)致檢測電流的精度和敏感性比較低。針對上述問題,本發(fā)明實施例提供了igbt芯片及半導(dǎo)體功率模塊,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。為便于對本實施例進行理解,下面首先對本發(fā)明實施例提供的一種igbt芯片進行詳細介紹。實施例一:本發(fā)明實施例提供了一種igbt芯片,圖5為本發(fā)明實施例提供的一種igbt芯片的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖5所示,在igbt芯片上設(shè)置有:工作區(qū)域10、電流檢測區(qū)域20和接地區(qū)域30;其中,在igbt芯片上還包括第1表面和第二表面,且,第1表面和第二表面相對設(shè)置;第1表面上設(shè)置有工作區(qū)域10和電流檢測區(qū)域20的公共柵極單元100,以及,工作區(qū)域10的第1發(fā)射極單元101、電流檢測區(qū)域20的第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202,其中,第三發(fā)射極單元202與第1發(fā)射極單元101連接。 這個電壓為系統(tǒng)的直流母線工作電壓。

    一個空穴電流(雙極)。當(dāng)UCE大于開啟電壓UCE(th),MOSFET內(nèi)形成溝道,為晶體管提供基極電流,IGBT導(dǎo)通。2)導(dǎo)通壓降電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻RN減小,通態(tài)壓降小。所謂通態(tài)壓降,是指IGBT進入導(dǎo)通狀態(tài)的管壓降UDS,這個電壓隨UCS上升而下降。3)關(guān)斷當(dāng)在柵極施加一個負(fù)偏壓或柵壓低于門限值時,溝道被禁止,沒有空穴注入N-區(qū)內(nèi)。在任何情況下,如果MOSFET的電流在開關(guān)階段迅速下降,集電極電流則逐漸降低,這是閡為換向開始后,在N層內(nèi)還存在少數(shù)的載流子(少于)。這種殘余電流值(尾流)的降低,完全取決于關(guān)斷時電荷的密度,而密度又與幾種因素有關(guān),如摻雜質(zhì)的數(shù)量和拓?fù)?,層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形。集電極電流將引起功耗升高、交叉導(dǎo)通問題,特別是在使用續(xù)流二極管的設(shè)備上,問題更加明顯。鑒于尾流與少子的重組有關(guān),尾流的電流值應(yīng)與芯片的Tc、IC:和uCE密切相關(guān),并且與空穴移動性有密切的關(guān)系。因此,根據(jù)所達到的溫度,降低這種作用在終端設(shè)備設(shè)計上的電流的不理想效應(yīng)是可行的。當(dāng)柵極和發(fā)射極間施加反壓或不加信號時,MOSFET內(nèi)的溝道消失,晶體管的基極電流被切斷,IGBT關(guān)斷。4)反向阻斷當(dāng)集電極被施加一個反向電壓時,J。 一個easy封裝一般都封裝了6個IGBT芯片,直接組成3相全橋。河北英飛凌infineonIGBT模塊

Infineon的IGBT,除了電動汽車用的650V以外,都是工業(yè)等級的。重慶進口英飛凌infineonIGBT模塊代理商

    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)動部分卻和場效應(yīng)晶體管相同,是絕緣柵結(jié)構(gòu)。IGBT的工作特點是,控制部分與場效應(yīng)晶體管相同,控制信號為電壓信號UGE,輸人阻抗很高,柵極電流IG≈0,故驅(qū)動功率很小。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,故電動機的電流波形比較平滑,基本無電磁噪聲。雖然硅雙極型及場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。集成門極換流晶閘管(IGCT)是將門極驅(qū)動電路與門極換流晶閘管GCT集成于一個整體形成的器件。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,是一種較理想的兆瓦級、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至,三電平擴至9MVA。目前IGCT已經(jīng)商品化。 重慶進口英飛凌infineonIGBT模塊代理商