少數載流子)對N-區(qū)進行電導調制,減小N-區(qū)的電阻RN,使高耐壓的IGBT也具有很小的通態(tài)壓降。當柵射極間不加信號或加反向電壓時,MOSFET內的溝道消失,PNP型晶體管的基極電流被切斷,IGBT即關斷。由此可知,IGBT的驅動原理與MOSFET基本相同。①當UCE為負時:J3結處于反偏狀態(tài),器件呈反向阻斷狀態(tài)。②當uCE為正時:UC<UTH,溝道不能形成,器件呈正向阻斷狀態(tài);UG>UTH,絕緣門極下形成N溝道,由于載流子的相互作用,在N-區(qū)產生電導調制,使器件正向導通。1)導通IGBT硅片的結構與功率MOSFET的結構十分相似,主要差異是JGBT增加了P+基片和一個N+緩沖層(NPT-非穿通-IGBT技術沒有增加這個部分),其中一個MOSFET驅動兩個雙極器件(有兩個極性的器件)。基片的應用在管體的P、和N+區(qū)之間創(chuàng)建了一個J,結。當正柵偏壓使柵極下面反演P基區(qū)時,一個N溝道便形成,同時出現一個電子流,并完全按照功率MOSFET的方式產生一股電流。如果這個電子流產生的電壓在,則J1將處于正向偏壓,一些空穴注入N-區(qū)內,并調整N-與N+之間的電阻率,這種方式降低了功率導通的總損耗,并啟動了第二個電荷流。的結果是在半導體層次內臨時出現兩種不同的電流拓撲:一個電子流(MOSFET電流)。 電動汽車概念也火的一塌糊涂,Infineon推出了650V等級的IGBT,專門用于電動汽車行業(yè)。山東英飛凌infineonIGBT模塊聯(lián)系方式
而是為了保護IGBT脆弱的反向耐壓而特別設置的,又稱為FWD(續(xù)流二極管)。二者內部結構不同MOSFET的三個極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。IGBT的三個極分別是集電極(C)、發(fā)射極(E)和柵極(G)。IGBT是通過在MOSFET的漏極上追加層而構成的。它們的內部結構如下圖:二者的應用領域不同MOSFET和IGBT內部結構不同,決定了其應用領域的不同。由于MOSFET的結構,通常它可以做到電流很大,可以到上KA,但是前提耐壓能力沒有IGBT強。其主要應用領域為于開關電源,鎮(zhèn)流器,高頻感應加熱,高頻逆變焊機,通信電源等高頻電源領域。IGBT可以做很大功率,電流和電壓都可以,就是一點頻率不是太高,目前IGBT硬開關速度可以到100KHZ,IGBT集中應用于焊機,逆變器,變頻器,電鍍電解電源,超音頻感應加熱等領域。MOSFET與IGBT的主要特點MOSFET具有輸入阻抗高、開關速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性,在電路中,可以用作放大器、電子開關等用途。IGBT作為新型電子半導體器件,具有輸入阻抗高,電壓控制功耗低,控制電路簡單,耐高壓,承受電流大等特性,在各種電子電路中獲得極的應用。IGBT的理想等效電路如下圖所示,IGBT實際就是MOSFET和晶體管三極管的組合。 寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊貨源充足62mm封裝(俗稱“寬條”):IGBT底板的銅極板增加到62mm寬度。
1979年,MOS柵功率開關器件作為IGBT概念的先驅即已被介紹到世間。這種器件表現為一個類晶閘管的結構(P-N-P-N四層組成),其特點是通過強堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵。80年代初期,用于功率MOSFET制造技術的DMOS(雙擴散形成的金屬-氧化物-半導體)工藝被采用到IGBT中來。[2]在那個時候,硅芯片的結構是一種較厚的NPT(非穿通)型設計。后來,通過采用PT(穿通)型結構的方法得到了在參數折衷方面的一個明顯改進,這是隨著硅片上外延的技術進步,以及采用對應給定阻斷電壓所設計的n+緩沖層而進展的[3]。幾年當中,這種在采用PT設計的外延片上制備的DMOS平面柵結構,其設計規(guī)則從5微米先進到3微米。90年代中期,溝槽柵結構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實現的新刻蝕工藝,但仍然是穿通(PT)型芯片結構。[4]在這種溝槽結構中,實現了在通態(tài)電壓和關斷時間之間折衷的更重要的改進。硅芯片的重直結構也得到了急劇的轉變,先是采用非穿通(NPT)結構,繼而變化成弱穿通(LPT)結構,這就使安全工作區(qū)(SOA)得到同表面柵結構演變類似的改善。這次從穿通(PT)型技術先進到非穿通(NPT)型技術,是基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通。
晶閘管的正向漏電流比一般硅二極管反向漏電流大,且隨著管子正向陽極電壓升高而增大。當陽極電壓升到足夠大時,會使晶閘管導通,稱為正向轉折或“硬開通”。多次硬開通會損壞管子。2.晶閘管加上正向陽極電壓后,還必須加上觸發(fā)電壓,并產生足夠的觸發(fā)電流,才能使晶閘管從阻斷轉為導通。觸發(fā)電流不夠時,管子不會導通,但此時正向漏電流隨著增大而增大。晶閘管只能穩(wěn)定工作在關斷和導通兩個狀態(tài),沒有中間狀態(tài),具有雙穩(wěn)開關特性。是一種理想的無觸點功率開關元件。3.晶閘管一旦觸發(fā)導通,門極完全失去控制作用。要關斷晶閘管,必須使陽極電流《維持電流,對于電阻負載,只要使管子陽極電壓降為零即可。為了保證晶閘管可靠迅速關斷,通常在管子陽極電壓互降為零后,加上一定時間的反向電壓。晶閘管主要特性參數1.正反向重復峰值電壓——額定電壓(VDRM、VRRM取其小者)2.額定通態(tài)平均電流IT(AV)——額定電流(正弦半波平均值)3.門極觸發(fā)電流IGT,門極觸發(fā)電壓UGT,(受溫度變化)4.通態(tài)平均電壓UT(AV)即管壓降5.維持電流IH與掣住電流IL6.開通與關斷時間晶閘管合格證基本參數IT(AV)=A。 英飛凌IGBT模塊是按殼溫Tc=80℃或100℃來標稱其比較大允許通過的集電極電流(Ic)。
這部分在定義當中沒有被提及的原因在于它實際上是個npnp的寄生晶閘管結構,這種結構對IGBT來說是個不希望存在的結構,因為寄生晶閘管在一定的條件下會發(fā)生閂鎖,讓IGBT失去柵控能力,這樣IGBT將無法自行關斷,從而導致IGBT的損壞。具體原理在這里暫時不講,后續(xù)再為大家更新。2、IGBT和BJT、MOSFET之間的因果故事BJT出現在MOSFET之前,而MOSFET出現在IGBT之前,所以我們從中間者MOSFET的出現來闡述三者的因果故事。MOSFET的出現可以追溯到20世紀30年代初。德國科學家Lilienfeld于1930年提出的場效應晶體管概念吸引了許多該領域科學家的興趣,貝爾實驗室的Bardeem和Brattain在1947年的一次場效應管發(fā)明嘗試中,意外發(fā)明了電接觸雙極晶體管(BJT)。兩年后,同樣來自貝爾實驗室的Shockley用少子注入理論闡明了BJT的工作原理,并提出了可實用化的結型晶體管概念。1960年,埃及科學家Attala及韓裔科學家Kahng在用二氧化硅改善BJT性能的過程中意外發(fā)明了MOSFET場效應晶體管,此后MOSFET正式進入功率半導體行業(yè),并逐漸成為其中一大主力。發(fā)展到現在,MOSFET主要應用于中小功率場合如電腦功率電源、家用電器等。 IHV,IHM,PrimePACK封裝(俗稱“黑模塊”):這類模塊的封裝顏色是黑色的,屬于大功率模塊。天津進口英飛凌infineonIGBT模塊推薦貨源
第五代據說能耐200度的極限高溫。山東英飛凌infineonIGBT模塊聯(lián)系方式
有無緩沖區(qū)決定了IGBT具有不同特性。有N*緩沖區(qū)的IGBT稱為非對稱型IGBT,也稱穿通型IGBT。它具有正向壓降小、犬斷時間短、關斷時尾部電流小等優(yōu)點,但其反向阻斷能力相對較弱。無N-緩沖區(qū)的IGBT稱為對稱型IGBT,也稱非穿通型IGBT。它具有較強的正反向阻斷能力,但它的其他特性卻不及非對稱型IGBT。如圖2-42(b)所示的簡化等效電路表明,IGBT是由GTR與MOSFET組成的達林頓結構,該結構中的部分是MOSFET驅動,另一部分是厚基區(qū)PNP型晶體管。五、IBGT的工作原理簡單來說,IGBT相當于一個由MOSFET驅動的厚基區(qū)PNP型晶體管,它的簡化等效電路如圖2-42(b)所示,圖中的RN為PNP晶體管基區(qū)內的調制電阻。從該等效電路可以清楚地看出,IGBT是用晶體管和MOSFET組成的達林頓結構的復合器件。岡為圖中的晶體管為PNP型晶體管,MOSFET為N溝道場效應晶體管,所以這種結構的IGBT稱為N溝道IIGBT,其符號為N-IGBT。類似地還有P溝道IGBT,即P-IGBT。IGBT的電氣圖形符號如圖2-42(c)所示。IGBT是—種場控器件,它的開通和關斷由柵極和發(fā)射極間電壓UGE決定,當柵射電壓UCE為正且大于開啟電壓UCE(th)時,MOSFET內形成溝道并為PNP型晶體管提供基極電流進而使IGBT導通,此時,從P+區(qū)注入N-的空穴。 山東英飛凌infineonIGBT模塊聯(lián)系方式