該電場會阻止P區(qū)空穴繼續(xù)向N區(qū)擴散。倘若我們在發(fā)射結(jié)添加一個正偏電壓(p正n負),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)擴散。擴散至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n正)的條件下通過漂移抵達集電極,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,因為b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。 英飛凌IGBT模塊電氣性能較好且可靠性比較高,在設(shè)計靈活性上也絲毫不妥協(xié)。內(nèi)蒙古英飛凌infineonIGBT模塊貨源充足
絕緣柵雙極晶體管IGBT是MOSFET和GTR相結(jié)合的產(chǎn)物。其主體部分與晶體管相同,也有集電極和發(fā)射極,但驅(qū)動部分卻和場效應(yīng)晶體管相同,是絕緣柵結(jié)構(gòu)。IGBT的工作特點是,控制部分與場效應(yīng)晶體管相同,控制信號為電壓信號UGE,輸人阻抗很高,柵極電流IG≈0,故驅(qū)動功率很小。而其主電路部分則與GTR相同,工作電流為集電極電流,工作頻率可達20kHz。由IGBT作為逆變器件的變頻器載波頻率一般都在10kHz以上,故電動機的電流波形比較平滑,基本無電磁噪聲。雖然硅雙極型及場控型功率器件的研究已趨成熟,但是它們的性能仍待提高和改善,而1996年出現(xiàn)的集成門極換流晶閘管(IGCT)有迅速取代GTO的趨勢。集成門極換流晶閘管(IGCT)是將門極驅(qū)動電路與門極換流晶閘管GCT集成于一個整體形成的器件。門極換流晶閘管GCT是基于GTO結(jié)構(gòu)的一個新型電力半導(dǎo)體器件,它不僅與GTO有相同的高阻斷能力和低通態(tài)壓降,而且有與IGBT相同的開關(guān)性能,兼有GTO和IGBT之所長,是一種較理想的兆瓦級、中壓開關(guān)器件。IGCT芯片在不串不并的情況下,二電平逆變器容量~3MVA,三電平逆變器1~6MVA;若反向二極管分離,不與IGCT集成在一起,二電平逆變器容量可擴至,三電平擴至9MVA。目前IGCT已經(jīng)商品化。 進口英飛凌infineonIGBT模塊廠家直銷開關(guān)頻率比較大的IGBT型號是S4,可以使用到30KHz的開關(guān)頻率。
將igbt模塊中雙極型三極管bjt的集電極和絕緣柵型場效應(yīng)管mos的漏電極斷開,并替代包含鏡像電流測試的電路中的取樣igbt,從而得到包含無柵極驅(qū)動的電流檢測的igbt芯片的等效測試電路,即圖5中的igbt芯片結(jié)構(gòu),從而得到第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202,此時,bjt的集電極單獨引出,即第二發(fā)射極單元201,作為測試電流的等效電路,電流檢測區(qū)域20只取bjt的空穴電流作為檢測電流,且,空穴電流與工作區(qū)域10的工作電流成比例關(guān)系,從而通過檢測電流檢測區(qū)域20中的電流即可得到igbt芯片的工作區(qū)域10的電流,避免了現(xiàn)有方法中柵極對地電位變化造成的偏差,提高了檢測電流的精度。此外,在第1表面上,電流檢測區(qū)域20設(shè)置在工作區(qū)域10的邊緣區(qū)域,且,電流檢測區(qū)域20的面積小于工作區(qū)域10的面積。此外,igbt芯片為溝槽結(jié)構(gòu)的igbt芯片,在電流檢測區(qū)域20和工作區(qū)域10的對應(yīng)位置內(nèi)分別設(shè)置多個溝槽,可選的,電流檢測區(qū)域20和工作區(qū)域10可以同時設(shè)置有多個溝槽,或者,工作區(qū)域10設(shè)置有多個溝槽,本發(fā)明實施例對此不作限制說明。以及,當(dāng)設(shè)置有溝槽時,在每個溝槽內(nèi)還填充有多晶硅。此外,在第1表面和第二表面之間,還設(shè)置有n型耐壓漂移層和導(dǎo)電層。
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?dāng)鄷r間短、關(guān)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(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)中的部分是MOSFET驅(qū)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(dāng)于一個由MOSFET驅(qū)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(nèi)的調(diào)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(jié)構(gòu)的復(fù)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(yīng)晶體管,所以這種結(jié)構(gòu)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(guān)斷由柵極和發(fā)射極間電壓UGE決定,當(dāng)柵射電壓UCE為正且大于開啟電壓UCE(th)時,MOSFET內(nèi)形成溝道并為PNP型晶體管提供基極電流進而使IGBT導(dǎo)通,此時,從P+區(qū)注入N-的空穴。 Infineon的IGBT模塊常用的電壓為:600V,1200V,1700V。
廣泛應(yīng)用在斬波或逆變電路中,如軌道交通、電動汽車、風(fēng)力和光伏發(fā)電等電力系統(tǒng)以及家電領(lǐng)域。此外,半導(dǎo)體功率模塊主要包括igbt器件和fwd,在實際應(yīng)用中,為了保證半導(dǎo)體功率模塊能夠保證安全、可靠的工作,通常在半導(dǎo)體功率模塊的dcb板上增加電流傳感器以及溫度傳感器,以對半導(dǎo)體功率模塊中的器件進行過電流和溫度的實時監(jiān)控,方便電路進行保護。現(xiàn)有技術(shù)中主要通過在igbt器件芯片內(nèi)集成電流傳感器,并利用鏡像電流檢測原理實現(xiàn)電流的實時監(jiān)控,例如,對于圖2中的電流敏感器件,在igbt器件芯片有源區(qū)內(nèi)按照一定面積比如1:1000,隔離開1/1000的源區(qū)金屬電極作為電流檢測的電流傳感器1,該電流傳感器1的集電極和柵極與主工作區(qū)是共用,發(fā)射極則是分開的,因此,在電流傳感器1的源區(qū)金屬上引出電流以測試電極,并在外電路中檢測測試電極中的電流,從而檢測器件工作中電流狀態(tài)。但是,在上述鏡像電流檢測中,受發(fā)射極引線的寄生電阻和電感產(chǎn)生的阻抗的影響,電流檢測精度會降低,因此,現(xiàn)有方法主要采用kelvin連接,如圖3所示,當(dāng)柵極高電平時,電流傳感器1與主工作區(qū)分別流過電流,電流傳感器1的電流流過檢測電阻40到主工作區(qū)發(fā)射區(qū)金屬后通過主工作區(qū)發(fā)射極引線到地。 4單元的全橋IGBT拓撲:以F4開頭。這個目前已經(jīng)停產(chǎn),大家不要選擇。黑龍江哪里有英飛凌infineonIGBT模塊聯(lián)系方式
這個電壓為系統(tǒng)的直流母線工作電壓。內(nèi)蒙古英飛凌infineonIGBT模塊貨源充足
晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡稱,又可稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅;晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),它有三個極:陽極,陰極和門極;晶閘管工作條件為:加正向電壓且門極有觸發(fā)電流;其派生器件有:快速晶閘管,雙向晶閘管,逆導(dǎo)晶閘管,光控晶閘管等。晶閘管簡稱為SCR,IGBT的中文名稱為絕緣柵雙極型晶體管。IGBT等效為由BJT(雙極型三極管)加MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)。IGBT為全控型器件,SCR為半控型器件。IGBT模塊已經(jīng)在很多運用場合取代了SCR。SCR是通過電流來控制,IGBT通過電壓來控制。SCR需要電流脈沖驅(qū)動開通,一旦開通,通過門極無法關(guān)斷。SCR的開關(guān)時間較長,所以頻率不能太高,一般在3-5KHZ左右;IGBT的開關(guān)頻率較高。IGBT模塊可達30KHZ左右,IGBT單管開關(guān)頻率更高,達50KHZ以上。晶閘管和IGBT有什么區(qū)別?功率晶閘管(SCR)在過去相當(dāng)一段時間里,幾乎是能夠承受高電壓和大電流的半導(dǎo)體器件。因此,針對SCR的不足,人們又研制開發(fā)出了門極關(guān)斷晶閘管(GTO)。用GTO晶閘管作為逆變器件取得了較為滿意的結(jié)果,但其關(guān)斷控制較易失敗,仍較復(fù)雜,工作頻率也不夠高。幾乎與此同時,電力晶體管(GTR)迅速發(fā)展了起來。 內(nèi)蒙古英飛凌infineonIGBT模塊貨源充足
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