IGBT是強(qiáng)電流、高壓應(yīng)用和快速終端設(shè)備用垂直功率MOSFET的自然進(jìn)化。MOSFET由于實(shí)現(xiàn)一個較高的擊穿電壓BVDSS需要一個源漏通道,而這個通道卻具有很高的電阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)數(shù)值高的特征,IGBT消除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些主要缺點(diǎn)。雖然***一代功率MOSFET器件大幅度改進(jìn)了RDS(on)特性,但是在高電平時,功率導(dǎo)通損耗仍然要比IGBT 高出很多。IGBT較低的壓降,轉(zhuǎn)換成一個低VCE(sat)的能力,以及IGBT的結(jié)構(gòu),與同一個標(biāo)準(zhǔn)雙極器件相比,可支持更高電流密度,并簡化 IGBT驅(qū)動器的原理圖。 [1]通常采用雙絞線來傳送驅(qū)動信號,以減少寄生電感。蘇州應(yīng)用IGBT模塊工廠直銷
導(dǎo)通IGBT硅片的結(jié)構(gòu)與功率MOSFET 的結(jié)構(gòu)十分相似,主要差異是IGBT增加了P+ 基片和一個N+ 緩沖層(NPT-非穿通-IGBT技術(shù)沒有增加這個部分),其中一個MOSFET驅(qū)動兩個雙極器件?;膽?yīng)用在管體的P+和N+ 區(qū)之間創(chuàng)建了一個J1結(jié)。當(dāng)正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時,一個N溝道形成,同時出現(xiàn)一個電子流,并完全按照功率MOSFET的方式產(chǎn)生一股電流。如果這個電子流產(chǎn)生的電壓在0.7V范圍內(nèi),那么,J1將處于正向偏壓,一些空穴注入N-區(qū)內(nèi),并調(diào)整陰陽極之間的電阻率,這種方式降低了功率導(dǎo)通的總損耗,并啟動了第二個電荷流。***的結(jié)果是,在半導(dǎo)體層次內(nèi)臨時出現(xiàn)兩種不同的電流拓?fù)洌阂粋€電子流(MOSFET 電流);空穴電流(雙極)。 [4]uGE大于開啟電壓UGE(th)時,MOSFET內(nèi)形成溝道,為晶體管提供基極電流,IGBT導(dǎo)通。 [2]蘇州應(yīng)用IGBT模塊工廠直銷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。
IGBT功率模塊采用IC驅(qū)動,各種驅(qū)動保護(hù)電路,高性能IGBT芯片,新型封裝技術(shù),從復(fù)合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流發(fā)展,其產(chǎn)品水平為1200—1800A/1800—3300V,IPM除用于變頻調(diào)速外,600A/2000V的IPM已用于電力機(jī)車VVVF逆變器。平面低電感封裝技術(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB,用于艦艇上的導(dǎo)彈發(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術(shù)組裝PEBB,**降低電路接線電感,提高系統(tǒng)效率,現(xiàn)已開發(fā)成功第二代IPEM,其中所有的無源元件以埋層方式掩埋在襯底中。智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱點(diǎn)。
目前只能通過IGBT高壓串聯(lián)等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高壓應(yīng)用。國外的一些廠家如瑞士ABB公司采用軟穿通原則研制出了8KV的IGBT器件,德國的EUPEC生產(chǎn)的6500V/600A高壓大功率IGBT器件已經(jīng)獲得實(shí)際應(yīng)用,日本東芝也已涉足該領(lǐng)域。與此同時,各大半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商不斷開發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠性、低成本技術(shù),主要采用1um以下制作工藝,研制開發(fā)取得一些新進(jìn)展。 N溝型的 IGBT工作是通過柵極-發(fā)射極間加閥值電壓VTH以上的(正)電壓,在柵極電極正下方的p層上形成反型層(溝道),開始從發(fā)射極電極下的n-層注入電子。保管時,須注意不要在IGBT模塊上堆放重物;
門極輸入電容Cies 由CGE 和CGC 來表示,它是計(jì)算IGBT 驅(qū)動器電路所需輸出功率的關(guān)鍵參數(shù)。該電容幾乎不受溫度影響,但與IGBT集電極-發(fā)射極電壓VCE 的電壓有密切聯(lián)系。在IGBT數(shù)據(jù)手冊中給出的電容Cies 的值,在實(shí)際電路應(yīng)用中不是一個特別有用的參數(shù),因?yàn)樗峭ㄟ^電橋測得的,在測量電路中,加在集電極上C 的電壓一般只有25V(有些廠家為10V),在這種測量條件下,所測得的結(jié)電容要比VCE=600V 時要大一些(如圖2)。由于門極的測量電壓太低(VGE=0V )而不是門極的門檻電壓,在實(shí)際開關(guān)中存在的米勒效應(yīng)(Miller 效應(yīng))在測量中也沒有被包括在內(nèi),在實(shí)際使用中的門極電容Cin值要比IGBT 數(shù)據(jù)手冊中給出的電容Cies 值大很多。因此,在IGBT數(shù)據(jù)手冊中給出的電容Cies值在實(shí)際應(yīng)用中**只能作為一個參考值使用。任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。相城區(qū)本地IGBT模塊私人定做
智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱點(diǎn)。蘇州應(yīng)用IGBT模塊工廠直銷
1、盡量減小柵極回路的電感阻抗,具體的措施有:a)驅(qū)動器靠近IGBT減小引線長度;b) 驅(qū)動的柵射極引線絞合,并且不要用過粗的線;c) 線路板上的 2 根驅(qū)動線的距離盡量靠近;d) 柵極電阻使用無感電阻;e) 如果是有感電阻,可以用幾個并聯(lián)以減小電感。2、IGBT 開通和關(guān)斷選取不同的柵極電阻通常為達(dá)到更好的驅(qū)動效果,IGBT開通和關(guān)斷可以采取不同的驅(qū)動速度,分別選取 Rgon和Rgoff(也稱 Rg+ 和 Rg- )往往是很必要的IGBT驅(qū)動器有些是開通和關(guān)斷分別輸出控制,只要分別接上Rgon和Rgoff就可以了。。蘇州應(yīng)用IGBT模塊工廠直銷
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