igbt模塊原理

2021-05-26

1、方法

igbt模塊是強電流、高電壓使用和快速終端設備用垂直功率MOSFET的自然進化。由于完成1個較高的擊穿電壓BVDSS要1個源漏通道,而這一通道卻具備很高的電阻率,因此導致功率MOSFET具備RDS(on)數值高的特性,igbt模塊有著了現有功率MOSFET的這些主要缺陷。盡管最新一代功率MOSFET器件極大幅度改善了RDS(on)特性,但在高電平時,功率導通耗損依然要比igbt模塊技術超出很多。較低的壓降,轉變成1個低VCE(sat)的能力,及其igbt模塊的結構,同一標準雙極器件相比,可支持更高一些電流密度,并簡單化igbt模塊驅動器的原理圖。
2、導通

igbt模塊硅片的構造與功率MOSFET的構造非常相近,主要差別是igbt模塊提升了P+基片和1個N+緩沖層(NPT-非穿通-igbt模塊工藝沒提升這一部分)。如等效電路圖所顯示(圖1),當中1個MOSFET驅動2個雙極器件。基片的用在管體的P+和N+區間建立了1個J1結。當正柵偏壓使柵極下邊反演P基區時,1個N溝道生成,與此同時產生1個電子流,并完全依照功率MOSFET的形式產生一股電流。倘若這一電子流產生的電壓在0.7V范疇內,那麼,J1將位于順向偏壓,一些空穴引入N-區內,并調節陰陽極間的電阻率,這個形式減低了功率導通的總耗損,并啟動了第2個電荷流。最終的結論是,在半導體層級內臨時產生2種不一樣的電流拓撲:1個電子流(MOSFET電流);空穴電流(雙極)。

3、斷開

當在柵極提升1個負偏壓或柵壓低于門限值時,溝道被禁止,沒空穴引入N-區內。在任意情況下,倘若MOSFET電流在開關階段迅速下降,集電極電流則逐漸減低,這是由于換向開始后,在N層內還存有少部分的載流子(少子)。這個殘存電流值(尾流)的減低,完全取決于斷開時電荷的密度,而密度又與幾個要素相關,如摻雜質的數量和拓撲,層級厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有明顯性尾流波型,集電極電流造成下列情況:功耗升高;交叉導通情況,尤其是在用續流二極管的機器上,情況更為突出。

考慮到尾流與少子的重組相關,尾流的電流值應與芯片的溫度、IC和VCE息息相關的空穴移動性有緊密的關聯。為此,按照所做到的溫度,減低這個作用在終端設備設計上的電流的不理想效應是有效的。

以上就是傳承電子對igbt模塊原理的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商,為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。

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