廣東代理SEMIKRON西門康IGBT模塊代理商

來源: 發(fā)布時間:2024-06-19

    IGBT裸片是硅基的絕緣柵雙極晶體管芯片。裸片和晶圓級別的芯片可幫助模塊制造商提高產品集成度和功率密度,并有效節(jié)約電路板空間。另外,英飛凌還提供完善的單獨塑封IGBT系列:IGBT單管。該系列芯片包括單片IGBT,以及和續(xù)流二極管集成封裝的產品,廣泛應用于通用逆變器、太陽能逆變器、不間斷電源(UPS)、感應加熱設備、大型家電、焊接以及開關電源(SMPS)等領域。單管IGBT電流密度高且功耗低,能夠提高能效、降低散熱需求,從而有效降低整體系統(tǒng)成本。功率模塊是比分立式IGBT規(guī)模稍大的產品類型,用于構造電力電子設備的基本單元。這類模塊通常由IGBT和二極管組成,可有多種拓撲結構。而即用型組件模塊則于滿足大功率應用的需求。這些組件常被稱作系統(tǒng),根據(jù)具體應用領域采用IGBT功率模塊或單管進行構造。從具有整流器、制動斬波器和逆變器的一體化功率集成模塊,到大功率的組件,英飛凌的產品覆蓋了幾百瓦到幾兆瓦的功率范圍。這些產品高度可靠,性能、效率和使用壽命均很出色,有利于通用驅動器、伺服單元和可再生能源應用(如太陽能逆變器和風力發(fā)電應用)的設計。HybridPACK?系列專為汽車類應用研發(fā),可助力電動交通應用的設計。為更好地支持汽車類應用。 不同封裝形式的IGBT,其實主要就是為了照顧IGBT的散熱。廣東代理SEMIKRON西門康IGBT模塊代理商

    該電場會阻止P區(qū)空穴繼續(xù)向N區(qū)擴散。倘若我們在發(fā)射結添加一個正偏電壓(p正n負),來減弱內建電場的作用,就能使得空穴能繼續(xù)向N區(qū)擴散。擴散至N區(qū)的空穴一部分與N區(qū)的多數(shù)載流子——電子發(fā)生復合,另一部分在集電結反偏(p負n正)的條件下通過漂移抵達集電極,形成集電極電流。值得注意的是,N區(qū)本身的電子在被來自P區(qū)的空穴復合之后,并不會出現(xiàn)N區(qū)電子不夠的情況,因為b電極(基極)會提供源源不斷的電子以保證上述過程能夠持續(xù)進行。這部分的理解對后面了解IGBT與BJT的關系有很大幫助。MOSFET:金屬-氧化物-半導體場效應晶體管,簡稱場效晶體管。內部結構(以N-MOSFET為例)如下圖所示。MOSFET內部結構及符號在P型半導體襯底上制作兩個N+區(qū),一個稱為源區(qū),一個稱為漏區(qū)。漏、源之間是橫向距離溝道區(qū)。在溝道區(qū)的表面上,有一層由熱氧化生成的氧化層作為介質,稱為絕緣柵。在源區(qū)、漏區(qū)和絕緣柵上蒸發(fā)一層鋁作為引出電極,就是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。上節(jié)我們提到過一句,MOSFET管是壓控器件,它的導通關斷受到柵極電壓的控制。我們從圖上觀察,發(fā)現(xiàn)N-MOSFET管的源極S和漏極D之間存在兩個背靠背的pn結,當柵極-源極電壓VGS不加電壓時。 廣東代理SEMIKRON西門康IGBT模塊工廠直銷IGBT的觸發(fā)和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓,柵極電壓可由不同的驅動電路產生。

    盡量不要用手觸摸驅動端子部分,當必須要觸摸模塊端子時,要先將人體或衣服上的靜電用大電阻接地進行放電后,再觸摸;在用導電材料連接模塊驅動端子時,在配線未接好之前請先不要接上模塊;盡量在底板良好接地的情況下操作。在應用中有時雖然保證了柵極驅動電壓沒有超過柵極比較大額定電壓,但柵極連線的寄生電感和柵極與集電極間的電容耦合,也會產生使氧化層損壞的振蕩電壓。為此,通常采用雙絞線來傳送驅動信號,以減少寄生電感。在柵極連線中串聯(lián)小電阻也可以抑制振蕩電壓。此外,在柵極—發(fā)射極間開路時,若在集電極與發(fā)射極間加上電壓,則隨著集電極電位的變化,由于集電極有漏電流流過,柵極電位升高,集電極則有電流流過。這時,如果集電極與發(fā)射極間存在高電壓,則有可能使IGBT發(fā)熱及至損壞。在使用IGBT的場合,當柵極回路不正常或柵極回路損壞時(柵極處于開路狀態(tài)),若在主回路上加上電壓,則IGBT就會損壞,為防止此類故障,應在柵極與發(fā)射極之間串接一只10KΩ左右的電阻。在安裝或更換IGBT模塊時,應十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態(tài)和擰緊程度。為了減少接觸熱阻,比較好在散熱器與IGBT模塊間涂抹導熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風扇。

    西門康IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)結構和工作原理絕緣柵雙極型晶體管是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。西門康IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點,驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。在西門康IGBT得到大力發(fā)展之前,功率場效應管MOSFET被用于需要快速開關的中低壓場合,晶閘管、GTO被用于中高壓領域。MOSFET雖然有開關速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好、驅動電路簡單的優(yōu)點;但是,在200V或更高電壓的場合,MOSFET的導通電阻隨著擊穿電壓的增加會迅速增加,使得其功耗大幅增加,存在著不能得到高耐壓、大容量元件等缺陷。雙極晶體管具有優(yōu)異的低正向導通壓降特性,雖然可以得到高耐壓、大容量的元件,但是它要求的驅動電流大,控制電路非常復雜,而且交換速度不夠快。 在IGBT導通后的大部分漏極電流范圍內,Id與Ugs呈線性關系。

    分兩種情況:②若柵-射極電壓UGE<Uth,溝道不能形成,IGBT呈正向阻斷狀態(tài)。②若柵-射極電壓UGE>Uth,柵極溝道形成,IGBT呈導通狀態(tài)(正常工作)。此時,空穴從P+區(qū)注入到N基區(qū)進行電導調制,減少N基區(qū)電阻RN的值,使IGBT通態(tài)壓降降低。IGBT各世代的技術差異回顧功率器件過去幾十年的發(fā)展,1950-60年代雙極型器件SCR,GTR,GTO,該時段的產品通態(tài)電阻很小;電流控制,控制電路復雜且功耗大;1970年代單極型器件VD-MOSFET。但隨著終端應用的需求,需要一種新功率器件能同時滿足:驅動電路簡單,以降低成本與開關功耗、通態(tài)壓降較低,以減小器件自身的功耗。1980年代初,試圖把MOS與BJT技術集成起來的研究,導致了IGBT的發(fā)明。1985年前后美國GE成功試制工業(yè)樣品(可惜后來放棄)。自此以后,IGBT主要經歷了6代技術及工藝改進。從結構上講,IGBT主要有三個發(fā)展方向:1)IGBT縱向結構:非透明集電區(qū)NPT型、帶緩沖層的PT型、透明集電區(qū)NPT型和FS電場截止型;2)IGBT柵極結構:平面柵機構、Trench溝槽型結構;3)硅片加工工藝:外延生長技術、區(qū)熔硅單晶;其發(fā)展趨勢是:①降低損耗②降低生產成本總功耗=通態(tài)損耗(與飽和電壓VCEsat有關)+開關損耗(EoffEon)。 封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上。廣東代理SEMIKRON西門康IGBT模塊代理商

它與MOSFET的轉移特性相同,當柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th)時,IGBT處于關斷狀態(tài)。廣東代理SEMIKRON西門康IGBT模塊代理商

    將igbt模塊中雙極型三極管bjt的集電極和絕緣柵型場效應管mos的漏電極斷開,并替代包含鏡像電流測試的電路中的取樣igbt,從而得到包含無柵極驅動的電流檢測的igbt芯片的等效測試電路,即圖5中的igbt芯片結構,從而得到第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202,此時,bjt的集電極單獨引出,即第二發(fā)射極單元201,作為測試電流的等效電路,電流檢測區(qū)域20只取bjt的空穴電流作為檢測電流,且,空穴電流與工作區(qū)域10的工作電流成比例關系,從而通過檢測電流檢測區(qū)域20中的電流即可得到igbt芯片的工作區(qū)域10的電流,避免了現(xiàn)有方法中柵極對地電位變化造成的偏差,提高了檢測電流的精度。此外,在第1表面上,電流檢測區(qū)域20設置在工作區(qū)域10的邊緣區(qū)域,且,電流檢測區(qū)域20的面積小于工作區(qū)域10的面積。此外,igbt芯片為溝槽結構的igbt芯片,在電流檢測區(qū)域20和工作區(qū)域10的對應位置內分別設置多個溝槽,可選的,電流檢測區(qū)域20和工作區(qū)域10可以同時設置有多個溝槽,或者,工作區(qū)域10設置有多個溝槽,本發(fā)明實施例對此不作限制說明。以及,當設置有溝槽時,在每個溝槽內還填充有多晶硅。此外,在第1表面和第二表面之間,還設置有n型耐壓漂移層和導電層。 廣東代理SEMIKRON西門康IGBT模塊代理商