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(shì)很大，這個(gè)電勢(shì)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(huì)產(chǎn)生操作過電壓。高壓合閘的瞬間，由于初次級(jí)之間存在分布電容，初級(jí)高壓經(jīng)電容耦合到次級(jí)，出現(xiàn)瞬時(shí)過電壓。 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。河南進(jìn)口SEMIKRON西門康IGBT模塊
一、IGBT是什么IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，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。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。通俗來講:IGBT是一種大功率的電力電子器件，是一個(gè)非通即斷的開關(guān)，IGBT沒有放大電壓的功能，導(dǎo)通時(shí)可以看做導(dǎo)線，斷開時(shí)當(dāng)做開路。三大特點(diǎn)就是高壓、大電流、高速。二、IGBT模塊IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor（絕緣柵雙極型晶體管）的縮寫，IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP晶體管，它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既具有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點(diǎn)，其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾十kHz頻率范圍內(nèi)。 湖北進(jìn)口SEMIKRON西門康IGBT模塊廠家電話在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用廣。
圖1所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)，N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極。N+區(qū)稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)（包括P+和P一區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱為亞溝道區(qū)（Subchannelregion）。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)（Draininjector），它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極。IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP晶體管提供基極電流，使IGBT導(dǎo)通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N一溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)MOSFET的溝道形成后，從P+基極注入到N一層的空穴（少子），對(duì)N一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制，減小N一層的電阻，使IGBT在高電壓時(shí)，也具有低的通態(tài)電壓。IGBT和可控硅區(qū)別IGBT與晶閘管1.整流元件（晶閘管）簡(jiǎn)單地說：整流器是把單相或三相正弦交流電流通過整流元件變成平穩(wěn)的可調(diào)的單方向的直流電流。其實(shí)現(xiàn)條件主要是依靠整流管。
作為工作區(qū)域10和電流檢測(cè)區(qū)域20的公共集電極單元200。此外，當(dāng)空穴收集區(qū)8內(nèi)設(shè)置有溝槽時(shí)，如圖10所示，此時(shí)空穴收集區(qū)8中的溝槽與空穴收集區(qū)電極金屬3接觸，即接觸多晶硅13?？蛇x的，在圖7的基礎(chǔ)上，圖11為圖7中的空穴收集區(qū)電極金屬3按照b-b’方向的橫截圖，如圖11所示，此時(shí)，電流檢測(cè)區(qū)域20的空穴收集區(qū)8與空穴收集區(qū)電極金屬3接觸，且，與p阱區(qū)7連通；當(dāng)空穴收集區(qū)8通過設(shè)置有多晶硅5的溝槽與p阱區(qū)7隔離時(shí)，橫截面如圖12所示，此時(shí)，如果工作區(qū)域10設(shè)置有多晶硅5的溝槽終止于空穴收集區(qū)8的邊緣時(shí)，則橫截面如圖13所示，且，空穴收集區(qū)8內(nèi)是不包含設(shè)置有多晶硅5的溝槽的情況。此外，當(dāng)空穴收集區(qū)8內(nèi)包含設(shè)置有多晶硅5的溝槽時(shí)，如圖14所示，此時(shí)，空穴收集區(qū)8的溝槽通過p阱區(qū)7與工作區(qū)域10內(nèi)的設(shè)置有多晶硅5的溝槽隔離，這里空穴收集區(qū)8的溝槽與公共集電極金屬接觸并重合。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種igbt芯片，在電流檢測(cè)區(qū)域20內(nèi)沒有開關(guān)控制電級(jí)，即使有溝槽mos結(jié)構(gòu)，溝槽中的多晶硅5也與公共集電極單元200接觸，且，與公共柵極單元100絕緣。又由于電流檢測(cè)區(qū)域20中的空穴收集區(qū)8為p型區(qū)，可以與工作區(qū)域10的p阱區(qū)7在芯片橫向上聯(lián)通為一體。 這個(gè)電壓為系統(tǒng)的直流母線工作電壓。
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。 不同封裝形式的IGBT，其實(shí)主要就是為了照顧IGBT的散熱。四川SEMIKRON西門康IGBT模塊代理商
動(dòng)態(tài)特性又稱開關(guān)特性，IGBT的開關(guān)特性分為兩大部分。河南進(jìn)口SEMIKRON西門康IGBT模塊
一個(gè)空穴電流（雙極）。當(dāng)UCE大于開啟電壓UCE(th），MOSFET內(nèi)形成溝道，為晶體管提供基極電流，IGBT導(dǎo)通。2)導(dǎo)通壓降電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻RN減小，通態(tài)壓降小。所謂通態(tài)壓降，是指IGBT進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)的管壓降UDS，這個(gè)電壓隨UCS上升而下降。3)關(guān)斷當(dāng)在柵極施加一個(gè)負(fù)偏壓或柵壓低于門限值時(shí)，溝道被禁止，沒有空穴注入N-區(qū)內(nèi)。在任何情況下，如果MOSFET的電流在開關(guān)階段迅速下降，集電極電流則逐漸降低，這是閡為換向開始后，在N層內(nèi)還存在少數(shù)的載流子（少于）。這種殘余電流值（尾流）的降低，完全取決于關(guān)斷時(shí)電荷的密度，而密度又與幾種因素有關(guān)，如摻雜質(zhì)的數(shù)量和拓?fù)?，層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形。集電極電流將引起功耗升高、交叉導(dǎo)通問題，特別是在使用續(xù)流二極管的設(shè)備上，問題更加明顯。鑒于尾流與少子的重組有關(guān)，尾流的電流值應(yīng)與芯片的Tc、IC：和uCE密切相關(guān)，并且與空穴移動(dòng)性有密切的關(guān)系。因此，根據(jù)所達(dá)到的溫度，降低這種作用在終端設(shè)備設(shè)計(jì)上的電流的不理想效應(yīng)是可行的。當(dāng)柵極和發(fā)射極間施加反壓或不加信號(hào)時(shí)，MOSFET內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，IGBT關(guān)斷。4)反向阻斷當(dāng)集電極被施加一個(gè)反向電壓時(shí)，J。 河南進(jìn)口SEMIKRON西門康IGBT模塊