一、IGBT是什么IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。通俗来讲:IGBT是一种大功率的电力电子器件,是一个非通即断的开关,IGBT没有放大电压的功能,导通时可以看做导线,断开时当做开路。三大特点就是高压、大电流、高速。二、IGBT模块IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点,又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内。IGBT模块采用预涂热界面材料(TIM),能让电力电子应用实现一致性的散热性能。辽宁加工英飞凌IGBT供应
IGBT模块旁的续流二极管续流二极管二极管通常是指反向并联在IGBT模块两端的一个二极管,它的作用是在电路中电压或电流出现突变时,对电路中其它元件起保护作用。如在变频驱动电动机运行时,与IGBT并联的快恢复二极管使IGBT在关断时电动机定子绕组中的储存的能量能提供一个继续流通的路径,避免激起高压损坏IGBT。二极管除继续流通正向电流外,更重要的反向恢复特性,因为它直接关系到逆变桥上下臂IGBT换流时的动态特性。对于感性负载而言,由于感生电压的存在,在IGBT的S或D极结点上,总会有流入和流出的电流存在。那个二极管就负责流出电流通路的。从IGBT的结构原理可知,它只能单向导通。另一个方向就要借助和它并联的二极管实现。电感线圈可以经过它给负载提供持续的电流,以免负载电流突变,起到平滑电流的作用!在IGBT开关电源中,就能见到一个由二极管和电阻串连起来构成的的续流电路。这个电路与变压器原边并联当开关管关断时,续流电路可以释放掉变压器线圈中储存的能量,防止感应电压过高,击穿开关管。电路连接图IGBT模块并联二极管的使用事项一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管。辽宁加工英飞凌IGBT供应英飞凌IGBT模块是按壳温Tc=80℃或100℃来标称其比较大允许通过的集电极电流(Ic)。
公共栅极单元与第1发射极单元和第二发射极单元之间通过刻蚀方式进行隔开;第二表面上设有工作区域和电流检测区域的公共集电极单元;接地区域设置于第1发射极单元内的任意位置处;电流检测区域和接地区域分别用于与检测电阻连接,以使检测电阻上产生电压,并根据电压检测工作区域的工作电流。本申请避免了栅电极因对地电位变化造成的偏差,提高了检测电流的精度。本发明实施例提供的半导体功率模块,与上述实施例提供的一种igbt芯片具有相同的技术特征,所以也能解决相同的技术问题,达到相同的技术效果。所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的半导体功率模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的igbt芯片对应过程,在此不再赘述。另外,在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中,需要说明的是。
有无缓冲区决定了IGBT具有不同特性。有N*缓冲区的IGBT称为非对称型IGBT,也称穿通型IGBT。它具有正向压降小、犬断时间短、关断时尾部电流小等优点,但其反向阻断能力相对较弱。无N-缓冲区的IGBT称为对称型IGBT,也称非穿通型IGBT。它具有较强的正反向阻断能力,但它的其他特性却不及非对称型IGBT。如图2-42(b)所示的简化等效电路表明,IGBT是由GTR与MOSFET组成的达林顿结构,该结构中的部分是MOSFET驱动,另一部分是厚基区PNP型晶体管。五、IBGT的工作原理简单来说,IGBT相当于一个由MOSFET驱动的厚基区PNP型晶体管,它的简化等效电路如图2-42(b)所示,图中的RN为PNP晶体管基区内的调制电阻。从该等效电路可以清楚地看出,IGBT是用晶体管和MOSFET组成的达林顿结构的复合器件。冈为图中的晶体管为PNP型晶体管,MOSFET为N沟道场效应晶体管,所以这种结构的IGBT称为N沟道IIGBT,其符号为N-IGBT。类似地还有P沟道IGBT,即P-IGBT。IGBT的电气图形符号如图2-42(c)所示。IGBT是—种场控器件,它的开通和关断由栅极和发射极间电压UGE决定,当栅射电压UCE为正且大于开启电压UCE(th)时,MOSFET内形成沟道并为PNP型晶体管提供基极电流进而使IGBT导通,此时,从P+区注入N-的空穴。一个easy封装一般都封装了6个IGBT芯片,直接组成3相全桥。
少数载流子)对N-区进行电导调制,减小N-区的电阻RN,使高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。当栅射极间不加信号或加反向电压时,MOSFET内的沟道消失,PNP型晶体管的基极电流被切断,IGBT即关断。由此可知,IGBT的驱动原理与MOSFET基本相同。①当UCE为负时:J3结处于反偏状态,器件呈反向阻断状态。②当uCE为正时:UC<UTH,沟道不能形成,器件呈正向阻断状态;UG>UTH,绝缘门极下形成N沟道,由于载流子的相互作用,在N-区产生电导调制,使器件正向导通。1)导通IGBT硅片的结构与功率MOSFET的结构十分相似,主要差异是JGBT增加了P+基片和一个N+缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分),其中一个MOSFET驱动两个双极器件(有两个极性的器件)。基片的应用在管体的P、和N+区之间创建了一个J,结。当正栅偏压使栅极下面反演P基区时,一个N沟道便形成,同时出现一个电子流,并完全按照功率MOSFET的方式产生一股电流。如果这个电子流产生的电压在,则J1将处于正向偏压,一些空穴注入N-区内,并调整N-与N+之间的电阻率,这种方式降低了功率导通的总损耗,并启动了第二个电荷流。的结果是在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑:一个电子流(MOSFET电流)。通常IGBT模块的工作电压(600V、1200V、1700V)均对应于常用电网的电压等级。辽宁加工英飞凌IGBT供应
第五代IGBT命名后缀为5。辽宁加工英飞凌IGBT供应
PT)技术会有比较高的载流子注入系数,而由于它要求对少数载流子寿命进行控制致使其输运效率变坏。另一方面,非穿通(NPT)技术则是基于不对少子寿命进行杀伤而有很好的输运效率,不过其载流子注入系数却比较低。进而言之,非穿通(NPT)技术又被软穿通(LPT)技术所代替,它类似于某些人所谓的"软穿通"(SPT)或"电场截止"(FS)型技术,这使得"成本-性能"的综合效果得到进一步改善。1996年,CSTBT(载流子储存的沟槽栅双极晶体管)使第5代IGBT模块得以实现[6],它采用了弱穿通(LPT)芯片结构,又采用了更先进的宽元胞间距的设计。包括一种"反向阻断型"(逆阻型)功能或一种"反向导通型"(逆导型)功能的IGBT器件的新概念正在进行研究,以求得进一步优化。IGBT功率模块采用IC驱动,各种驱动保护电路,高性能IGBT芯片,新型封装技术,从复合功率模块PIM发展到智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM。PIM向高压大电流发展,其产品水平为1200-1800A/1800-3300V,IPM除用于变频调速外,600A/2000V的IPM已用于电力机车VVVF逆变器。平面低电感封装技术是大电流IGBT模块为有源器件的PEBB,用于舰艇上的导弹发射装置。IPEM采用共烧瓷片多芯片模块技术组装PEBB,降低电路接线电感。辽宁加工英飞凌IGBT供应
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