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來源: 發(fā)布時間:2024-06-05

    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(diǎn)是通過強(qiáng)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(kuò)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(jìn),這是隨著硅片上外延的技術(shù)進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(shí)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(jìn)。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(jìn)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。 2單元的半橋IGBT拓?fù)?以BSM和FF開頭。遼寧哪里有英飛凌infineonIGBT模塊推薦貨源

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    不論漏極-源極電壓VDS之間加多大或什么極性的電壓,總有一個pn結(jié)處于反偏狀態(tài),漏、源極間沒有導(dǎo)電溝道,器件無法導(dǎo)通。但如果VGS正向足夠大,此時柵極G和襯底p之間的絕緣層中會產(chǎn)生一個電場,方向從柵極指向襯底,電子在該電場的作用下聚集在柵氧下表面,形成一個N型薄層(一般為幾個nm),連通左右兩個N+區(qū),形成導(dǎo)通溝道,如圖中黃域所示。當(dāng)VDS>0V時,N-MOSFET管導(dǎo)通,器件工作。了解完以PNP為例的BJT結(jié)構(gòu)和以N-MOSFET為例的MOSFET結(jié)構(gòu)之后,我們再來看IGBT的結(jié)構(gòu)圖↓IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號黃塊表示IGBT導(dǎo)通時形成的溝道。首先看黃色虛線部分,細(xì)看之下是不是有一絲熟悉之感?這部分結(jié)構(gòu)和工作原理實(shí)質(zhì)上和上述的N-MOSFET是一樣的。當(dāng)VGE>0V,VCE>0V時,IGBT表面同樣會形成溝道,電子從n區(qū)出發(fā)、流經(jīng)溝道區(qū)、注入n漂移區(qū),n漂移區(qū)就類似于N-MOSFET的漏極。藍(lán)色虛線部分同理于BJT結(jié)構(gòu),流入n漂移區(qū)的電子為PNP晶體管的n區(qū)持續(xù)提供電子,這就保證了PNP晶體管的基極電流。我們給它外加正向偏壓VCE,使PNP正向?qū)?,IGBT器件正常工作。這就是定義中為什么說IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件的原因。此外,圖中我還標(biāo)了一個紅色部分。山西哪里有英飛凌infineonIGBT模塊推薦貨源使用中當(dāng)IGBT模塊集電極電流增大時,所產(chǎn)生的額定損耗亦變大。

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    措施:在三相變壓器次級星形中點(diǎn)與地之間并聯(lián)適當(dāng)電容,就可以減小這種過電壓。與整流器并聯(lián)的其它負(fù)載切斷時,因電源回路電感產(chǎn)生感應(yīng)電勢的過電壓。變壓器空載且電源電壓過零時,初級拉閘,因變壓器激磁電流的突變,在次級感生出很高的瞬時電壓,這種電壓尖峰值可達(dá)工作電壓的6倍以上。交流電網(wǎng)遭雷擊或電網(wǎng)侵入干擾過電壓,即偶發(fā)性浪涌電壓,都必須加阻容吸收路進(jìn)行保護(hù)。3.直流側(cè)過電壓及保護(hù)當(dāng)負(fù)載斷開時或快熔斷時,儲存在變壓器中的磁場能量會產(chǎn)生過電壓,顯然在交流側(cè)阻容吸收保護(hù)電路可以抑制這種過電壓,但由于變壓器過載時儲存的能量比空載時要大,還不能完全消除。措施:能常采用壓敏吸收進(jìn)行保護(hù)。4.過電流保護(hù)一般加快速熔斷器進(jìn)行保護(hù),實(shí)際上它不能保護(hù)可控硅,而是保護(hù)變壓器線圈。5.電壓、電流上升率的限制4.均流與晶閘管選擇均流不好,很容易燒壞元件。為了解決均流問題,過去加均流電抗器,噪聲很大,效果也不好,一只一只進(jìn)行對比,擰螺絲松緊,很盲目,效果差,噪音大,耗能。我們采用的辦法是:用計算機(jī)程序軟件進(jìn)行動態(tài)參數(shù)篩選匹配、編號,裝配時按其號碼順序裝配,很間單。每一只元件上都刻有字,以便下更換時參考。這樣能使均流系數(shù)可達(dá)到。

    盡量不要用手觸摸驅(qū)動端子部分,當(dāng)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(jìn)行放電后,再觸摸;在用導(dǎo)電材料連接模塊驅(qū)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(yīng)用中有時雖然保證了柵極驅(qū)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(chǎn)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(qū)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(dāng)柵極回路不正?;驏艠O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(yīng)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(yīng)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(dǎo)熱硅脂。一般散熱片底部安裝有散熱風(fēng)扇。 產(chǎn)品均采用全數(shù)字移相觸發(fā)集成電路,實(shí)現(xiàn)了控制電路和晶閘管主電路集成一體化。

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    該電場會阻止P區(qū)空穴繼續(xù)向N區(qū)擴(kuò)散。倘若我們在發(fā)射結(jié)添加一個正偏電壓(p正n負(fù)),來減弱內(nèi)建電場的作用,就能使得空穴能繼續(xù)向N區(qū)擴(kuò)散。擴(kuò)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(fù)合,另一部分在集電結(jié)反偏(p負(fù)n正)的條件下通過漂移抵達(dá)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(fù)合之后,并不會出現(xiàn)N區(qū)電子不夠的情況,因?yàn)閎電極(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(jìn)行。這部分的理解對后面了解IGBT與BJT的關(guān)系有很大幫助。MOSFET:金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管,簡稱場效晶體管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)(以N-MOSFET為例)如下圖所示。MOSFET內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號在P型半導(dǎo)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(zhì),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(dǎo)通關(guān)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(jié),當(dāng)柵極-源極電壓VGS不加電壓時。 普通的交流220V供電,使用600V的IGBT。山西哪里有英飛凌infineonIGBT模塊推薦貨源

因?yàn)榇蠖鄶?shù)IGBT模塊工作在交流電網(wǎng)通過單相或三相整流后的直流母線電壓下。遼寧哪里有英飛凌infineonIGBT模塊推薦貨源

    以及測試電壓vs的影響而產(chǎn)生信號的失真,即避免了公共柵極單元100因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?,從而提高了檢測電流的精度。本發(fā)明實(shí)施例提供的igbt芯片,在igbt芯片上設(shè)置有:工作區(qū)域、電流檢測區(qū)域和接地區(qū)域;igbt芯片還包括第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)域和電流檢測區(qū)域的公共柵極單元,以及,工作區(qū)域的第1發(fā)射極單元、電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元和第三發(fā)射極單元,其中,第三發(fā)射極單元與第1發(fā)射極單元連接,公共柵極單元與第1發(fā)射極單元和第二發(fā)射極單元之間通過刻蝕方式進(jìn)行隔開;第二表面上設(shè)有工作區(qū)域和電流檢測區(qū)域的公共集電極單元;接地區(qū)域設(shè)置于第1發(fā)射極單元內(nèi)的任意位置處;電流檢測區(qū)域和接地區(qū)域分別用于與檢測電阻連接,以使檢測電阻上產(chǎn)生電壓,并根據(jù)電壓檢測工作區(qū)域的工作電流。本申請避免了柵電極因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?,提高了檢測電流的精度。進(jìn)一步的,電流檢測區(qū)域20包括取樣igbt模塊,其中,取樣igbt模塊中雙極型三極管的集電極和絕緣柵型場效應(yīng)管的漏電極斷開,以得到第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202。具體地,如圖6所示。 遼寧哪里有英飛凌infineonIGBT模塊推薦貨源