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來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-03-31

    IGBT與MOSFET的開關(guān)速度比較因功率MOSFET具有開關(guān)速度快,峰值電流大,容易驅(qū)動(dòng),安全工作區(qū)寬,dV/dt耐量高等優(yōu)點(diǎn),在小功率電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。但是由于導(dǎo)通特性受和額定電壓的影響很大,而且工作電壓較高時(shí),MOSFET固有的反向二極管導(dǎo)致通態(tài)電阻增加,因此在大功率電子設(shè)備中的應(yīng)用受至限制。IGBT是少子器件,它不但具有非常好的導(dǎo)通特性,而且也具有功率MOSFET的許多特性,如容易驅(qū)動(dòng),安全工作區(qū)寬,峰值電流大,堅(jiān)固耐用等,一般來(lái)講,IGBT的開關(guān)速度低于功率MOSET,但是IR公司新系列IGBT的開關(guān)特性非常接近功率MOSFET,而且導(dǎo)通特性也不受工作電壓的影響。由于IGBT內(nèi)部不存在反向二極管,用戶可以靈活選用外接恢復(fù)二極管,這個(gè)特性是優(yōu)點(diǎn)還是缺點(diǎn),應(yīng)根據(jù)工作頻率,二極管的價(jià)格和電流容量等參數(shù)來(lái)衡量。IGBT的內(nèi)部結(jié)構(gòu),電路符號(hào)及等效電路如圖1所示??梢钥闯觯?020-03-30開關(guān)電源設(shè)計(jì):何時(shí)選擇BJT優(yōu)于MOSFET開關(guān)電源電氣可靠性設(shè)計(jì)1供電方式的選擇集中式供電系統(tǒng)各輸出之間的偏差以及由于傳輸距離的不同而造成的壓差降低了供電質(zhì)量,而且應(yīng)用單臺(tái)電源供電,當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。分布式供電系統(tǒng)因供電單元靠近負(fù)載,改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 正式商用的IGBT器件的電壓和電流容量還很有限,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電力電子應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的需求。SEMIKRON西門康IGBT模塊工廠直銷

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    空穴收集區(qū)8可以處于與第1發(fā)射極單元金屬2隔離的任何位置,特別的,在終端保護(hù)區(qū)域的p+場(chǎng)限環(huán)也可以成為空穴收集區(qū)8,本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限制說(shuō)明。因此,本發(fā)明實(shí)施例提供的igbt芯片在電流檢測(cè)過程中,通過檢測(cè)電阻上產(chǎn)生的電壓,得到工作區(qū)域的電流大小。但是,在實(shí)際檢測(cè)過程中,檢測(cè)電阻上的電壓同時(shí)抬高了電流檢測(cè)區(qū)域的mos溝槽溝道對(duì)地電位,即相當(dāng)降低了電流檢測(cè)區(qū)域的柵極電壓,從而使電流檢測(cè)區(qū)域的mos的溝道電阻增加。當(dāng)電流檢測(cè)區(qū)域的電流越大時(shí),電流檢測(cè)區(qū)域的mos的溝道電阻就越大,從而使檢測(cè)電壓在工作區(qū)域的電流越大,導(dǎo)致電流檢測(cè)區(qū)域的電流與工作區(qū)域電流的比例關(guān)系偏離增大,產(chǎn)生大電流下的信號(hào)失真,造成工作區(qū)域在大電流或異常過流的檢測(cè)精度低。而本發(fā)明實(shí)施例中電流檢測(cè)區(qū)域的第二發(fā)射極單元相當(dāng)于沒有公共柵極單元提供驅(qū)動(dòng),即對(duì)于igbt芯片的電子和空穴兩種載流子形成的電流,電流檢測(cè)區(qū)域的第二發(fā)射極單元只獲取空穴形成的電流作為檢測(cè)電流,從而避免了檢測(cè)電流受公共柵極單元的電壓的影響,以及測(cè)試電壓的影響而產(chǎn)生信號(hào)的失真,即避免了公共柵極單元因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?,從而提高了檢測(cè)電流的精度。實(shí)施例二:在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上。 哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊哪里有賣的IGBT的伏安特性是指以柵源電壓Ugs為參變量時(shí),漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線。

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    該電場(chǎng)會(huì)阻止P區(qū)空穴繼續(xù)向N區(qū)擴(kuò)散。倘若我們?cè)诎l(fā)射結(jié)添加一個(gè)正偏電壓(p正n負(fù)),來(lái)減弱內(nèi)建電場(chǎng)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(lái)自P區(qū)的空穴復(fù)合之后,并不會(huì)出現(xiàn)N區(qū)電子不夠的情況,因?yàn)閎電極(基極)會(huì)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(duì)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(chǎng)效應(yīng)晶體管,簡(jiǎn)稱場(chǎng)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(hào)在P型半導(dǎo)體襯底上制作兩個(gè)N+區(qū),一個(gè)稱為源區(qū),一個(gè)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(gè)背靠背的pn結(jié),當(dāng)柵極-源極電壓VGS不加電壓時(shí)。

    IGBT裸片是硅基的絕緣柵雙極晶體管芯片。裸片和晶圓級(jí)別的芯片可幫助模塊制造商提高產(chǎn)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(dú)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(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于通用逆變器、太陽(yáng)能逆變器、不間斷電源(UPS)、感應(yīng)加熱設(shè)備、大型家電、焊接以及開關(guān)電源(SMPS)等領(lǐng)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(chǎn)品類型,用于構(gòu)造電力電子設(shè)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)。而即用型組件模塊則于滿足大功率應(yīng)用的需求。這些組件常被稱作系統(tǒng),根據(jù)具體應(yīng)用領(lǐng)域采用IGBT功率模塊或單管進(jìn)行構(gòu)造。從具有整流器、制動(dòng)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(chǎn)品覆蓋了幾百瓦到幾兆瓦的功率范圍。這些產(chǎn)品高度可靠,性能、效率和使用壽命均很出色,有利于通用驅(qū)動(dòng)器、伺服單元和可再生能源應(yīng)用(如太陽(yáng)能逆變器和風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用)的設(shè)計(jì)。HybridPACK?系列專為汽車類應(yīng)用研發(fā),可助力電動(dòng)交通應(yīng)用的設(shè)計(jì)。為更好地支持汽車類應(yīng)用。 IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當(dāng)。

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    同一代技術(shù)中通態(tài)損耗與開關(guān)損耗兩者相互矛盾,互為消長(zhǎng)。IGBT模塊按封裝工藝來(lái)看主要可分為焊接式與壓接式兩類。高壓IGBT模塊一般以標(biāo)準(zhǔn)焊接式封裝為主,中低壓IGBT模塊則出現(xiàn)了很多新技術(shù),如燒結(jié)取代焊接,壓力接觸取代引線鍵合的壓接式封裝工藝。隨著IGBT芯片技術(shù)的不斷發(fā)展,芯片的高工作結(jié)溫與功率密度不斷提高,IGBT模塊技術(shù)也要與之相適應(yīng)。未來(lái)IGBT模塊技術(shù)將圍繞芯片背面焊接固定與正面電極互連兩方面改進(jìn)。模塊技術(shù)發(fā)展趨勢(shì):無(wú)焊接、無(wú)引線鍵合及無(wú)襯板/基板封裝技術(shù);內(nèi)部集成溫度傳感器、電流傳感器及驅(qū)動(dòng)電路等功能元件,不斷提高IGBT模塊的功率密度、集成度及智能度。IGBT的主要應(yīng)用領(lǐng)域作為新型功率半導(dǎo)體器件的主流器件,IGBT已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、4C(通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車電子)、航空航天、等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,以及軌道交通、新能源、智能電網(wǎng)、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。1)新能源汽車IGBT模塊在電動(dòng)汽車中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,是電動(dòng)汽車及充電樁等設(shè)備的技術(shù)部件。IGBT模塊占電動(dòng)汽車成本將近10%,占充電樁成本約20%。IGBT主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域中以下幾個(gè)方面:A)電動(dòng)控制系統(tǒng)大功率直流/交流(DC/AC)逆變后驅(qū)動(dòng)汽車電機(jī)。 反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關(guān)斷。山西SEMIKRON西門康IGBT模塊聯(lián)系方式

電動(dòng)汽車概念也火的一塌糊涂,西門康推出了650V等級(jí)的IGBT,專門用于電動(dòng)汽車行業(yè)。SEMIKRON西門康IGBT模塊工廠直銷

    西門康IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)結(jié)構(gòu)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(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)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(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。在西門康IGBT得到大力發(fā)展之前,功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET被用于需要快速開關(guān)的中低壓場(chǎng)合,晶閘管、GTO被用于中高壓領(lǐng)域。MOSFET雖然有開關(guān)速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn);但是,在200V或更高電壓的場(chǎng)合,MOSFET的導(dǎo)通電阻隨著擊穿電壓的增加會(huì)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?qū)▔航堤匦?,雖然可以得到高耐壓、大容量的元件,但是它要求的驅(qū)動(dòng)電流大,控制電路非常復(fù)雜,而且交換速度不夠快。 SEMIKRON西門康IGBT模塊工廠直銷