TC=℃)------通態(tài)平均電流VTM=V-----------通態(tài)峰值電壓VDRM=V-------------斷態(tài)正向重復(fù)峰值電壓IDRM=mA-------------斷態(tài)重復(fù)峰值電流VRRM=V-------------反向重復(fù)峰值電壓IRRM=mA------------反向重復(fù)峰值電流IGT=mA------------門極觸發(fā)電流VGT=V------------門極觸發(fā)電壓執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):QB-02-091.晶閘管關(guān)斷過電壓(換流過電壓、空穴積蓄效應(yīng)過電壓)及保護(hù)晶閘管從導(dǎo)通到阻斷,線路電感(主要是變壓器漏感LB)釋放能量產(chǎn)生過電壓。由于晶閘管在導(dǎo)通期間,載流子充滿元件內(nèi)部,在關(guān)斷過程中,管子在反向作用下,正向電流下降到零時(shí),元件內(nèi)部殘存著載流子。這些載流子在反向電壓作用下瞬時(shí)出現(xiàn)較大的反向電流,使殘存的載流子迅速消失,這時(shí)反向電流減小即diG/dt極大,產(chǎn)生的感應(yīng)電勢很大,這個電勢與電源串聯(lián),反向加在已恢復(fù)阻斷的元件上,可導(dǎo)致晶閘管反向擊穿。這就是關(guān)斷過電壓(換相過電壓)。數(shù)值可達(dá)工作電壓的5~6倍。保護(hù)措施:在晶閘管兩端并接阻容吸收電路。2.交流側(cè)過電壓及其保護(hù)由于交流側(cè)電路在接通或斷開時(shí)出現(xiàn)暫態(tài)過程,會產(chǎn)生操作過電壓。高壓合閘的瞬間,由于初次級之間存在分布電容,初級高壓經(jīng)電容耦合到次級,出現(xiàn)瞬時(shí)過電壓。 Infineon那邊給出的解釋為:IGBT的“損耗”包括“導(dǎo)通損耗”和“開關(guān)損耗”。福建進(jìn)口英飛凌infineonIGBT模塊工廠直銷
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(shí),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(shí),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(shí)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(shí),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(shí),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)柵極回路不正常或柵極回路損壞時(shí)(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(shí),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。 浙江進(jìn)口英飛凌infineonIGBT模塊產(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。
目前,半導(dǎo)體功率模塊主要廣泛應(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。其中,半導(dǎo)體功率模塊主要是由igbt(insulatedgatebipolartransistor,絕緣柵雙極型晶體管)器件和fwd(freewheelingdiode,續(xù)流二極管)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品。在實(shí)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(directbondingcopper,陶瓷覆銅板)板上增加電流傳感器以及溫度傳感器,從而實(shí)現(xiàn)對半導(dǎo)體功率模塊中的器件進(jìn)行過電流和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控,方便電路進(jìn)行保護(hù)?,F(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(shí)現(xiàn)電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控,如kelvin開爾芬連接,但這種方式得到的檢測電流曲線與工作電流曲線并不對應(yīng),即得到的檢測電流與工作電流的比例關(guān)系不固定,從而導(dǎo)致檢測電流的精度和敏感性比較低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供igbt芯片及半導(dǎo)體功率模塊,以緩解上述技術(shù)問題,且,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。第1方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種igbt芯片。
具有門極輸入阻抗高、驅(qū)動功率小、電流關(guān)斷能力強(qiáng)、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)。隨著下游應(yīng)用發(fā)展越來越快,MOSFET的電流能力顯然已經(jīng)不能滿足市場需求。為了在保留MOSFET優(yōu)點(diǎn)的前提下降低器件的導(dǎo)通電阻,人們曾經(jīng)嘗試通過提高M(jìn)OSFET襯底的摻雜濃度以降低導(dǎo)通電阻,但襯底摻雜的提高會降低器件的耐壓。這顯然不是理想的改進(jìn)辦法。但是如果在MOSFET結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入一個雙極型BJT結(jié)構(gòu),就不僅能夠保留MOSFET原有優(yōu)點(diǎn),還可以通過BJT結(jié)構(gòu)的少數(shù)載流子注入效應(yīng)對n漂移區(qū)的電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)制,從而有效降低n漂移區(qū)的電阻率,提高器件的電流能力。經(jīng)過后續(xù)不斷的改進(jìn),目前IGBT已經(jīng)能夠覆蓋從600V—6500V的電壓范圍,應(yīng)用涵蓋從工業(yè)電源、變頻器、新能源汽車、新能源發(fā)電到軌道交通、國家電網(wǎng)等一系列領(lǐng)域。IGBT憑借其高輸入阻抗、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)在龐大的功率器件世界中贏得了自己的一片領(lǐng)域。總體來說,BJT、MOSFET、IGBT三者的關(guān)系就像下面這匹馬當(dāng)然更準(zhǔn)確來說,這三者雖然在之前的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),但并非是完全替代的關(guān)系,三者在功率器件市場都各有所長,應(yīng)用領(lǐng)域也不完全重合。因此,在時(shí)間上可以將其看做祖孫三代的關(guān)系。 IGBT模塊采用預(yù)涂熱界面材料(TIM),能讓電力電子應(yīng)用實(shí)現(xiàn)一致性的散熱性能。
igbt功率模塊是以絕緣柵雙極型晶體管(igbt)構(gòu)成的功率模塊。由于igbt模塊為mosfet結(jié)構(gòu),igbt的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離,具有出色的器件性能。廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī),變頻器,變頻家電等領(lǐng)域。目錄1特點(diǎn)2應(yīng)用3注意事項(xiàng)4發(fā)展趨勢IGBT功率模塊特點(diǎn)編輯igbt功率模塊是電壓型控制,輸入阻抗大,驅(qū)動功率小,控制電路簡單,開關(guān)損耗小,通斷速度快,工作頻率高,元件容量大等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)質(zhì)是個復(fù)合功率器件,它集雙極型功率晶體管和功率mosfet的優(yōu)點(diǎn)于一體化。又因先進(jìn)的加工技術(shù)使它通態(tài)飽和電壓低,開關(guān)頻率高(可達(dá)20khz),這兩點(diǎn)非常顯著的特性,近西門子公司又推出低飽和壓降()的npt-igbt性能更佳,相繼東芝、富士、ir,摩托羅拉亦己在開發(fā)研制新品種。IGBT功率模塊應(yīng)用編輯igbt是先進(jìn)的第三代功率模塊,工作頻率1-20khz,主要應(yīng)用在變頻器的主回路逆變器及一切逆變電路,即dc/ac變換中。例電動汽車、伺服控制器、ups、開關(guān)電源、斬波電源、無軌電車等。問世迄今有十年多歷史,幾乎己替代一切其它功率器件,例,單個元件電壓可達(dá)(pt結(jié)構(gòu))一(npt結(jié)構(gòu)),電流可達(dá)。IGBT功率模塊注意事項(xiàng)編輯a,柵極與任何導(dǎo)電區(qū)要絕緣,以免產(chǎn)生靜電而擊穿。 同時(shí),開關(guān)損耗增大,使原件發(fā)熱加劇,因此,選用IGBT模塊時(shí)額定電流應(yīng)大于負(fù)載電流。福建進(jìn)口英飛凌infineonIGBT模塊工廠直銷
當(dāng)開關(guān)頻率很高時(shí):導(dǎo)通的時(shí)間相對于很短,所以,導(dǎo)通損耗只能占一小部分。福建進(jìn)口英飛凌infineonIGBT模塊工廠直銷
因?yàn)楦咚匍_斷和關(guān)斷會產(chǎn)生很高的尖峰電壓,及有可能造成IGBT自身或其他元件擊穿。(3)IGBT開通后,驅(qū)動電路應(yīng)提供足夠的電壓、電流幅值,使IGBT在正常工作及過載情況下不致退出飽和而損壞。(4)IGBT驅(qū)動電路中的電阻RG對工作性能有較大的影響,RG較大,有利于抑制IGBT的電流上升率及電壓上升率,但會增加IGBT的開關(guān)時(shí)間和開關(guān)損耗;RG較小,會引起電流上升率增大,使IGBT誤導(dǎo)通或損壞。RG的具體數(shù)據(jù)與驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)及IGBT的容量有關(guān),一般在幾歐~幾十歐,小容量的IGBT其RG值較大。(5)驅(qū)動電路應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力及對IG2BT的保護(hù)功能。IGBT的控制、驅(qū)動及保護(hù)電路等應(yīng)與其高速開關(guān)特性相匹配,另外,在未采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施情況下,G—E斷不能開路。四、IGBT的結(jié)構(gòu)IGBT是一個三端器件,它擁有柵極G、集電極c和發(fā)射極E。IGBT的結(jié)構(gòu)、簡化等效電路和電氣圖形符號如圖所示。如圖所示為N溝道VDMOSFFT與GTR組合的N溝道IGBT(N-IGBT)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖。IGBT比VDMOSFET多一層P+注入?yún)^(qū),形成丁一個大面積的PN結(jié)J1。由于IGBT導(dǎo)通時(shí)由P+注入?yún)^(qū)向N基區(qū)發(fā)射少子,因而對漂移區(qū)電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)制,可仗IGBT具有很強(qiáng)的通流能力。介于P+注入?yún)^(qū)與N-漂移區(qū)之間的N+層稱為緩沖區(qū)。 福建進(jìn)口英飛凌infineonIGBT模塊工廠直銷