增加電力網的穩(wěn)定,然后由逆變器將直流高壓逆變?yōu)?0HZ三相交流。直流——交流中頻加熱和交流電動機的變頻調速、串激調速等變頻,交流——頻率可變交流四、斬波調壓(脈沖調壓)斬波調壓是直流——可變直流之間的變換,用在城市電車、電氣機車、電瓶搬運車、鏟車(叉車)、電氣汽車等,高頻電源用于電火花加工。五、無觸點功率靜態(tài)開關(固態(tài)開關)作為功率開關元件,代替接觸器、繼電器用于開關頻率很高的場合晶閘管導通條件:晶閘管加上正向陽極電壓后,門極加上適當正向門極電壓,使晶閘管導通過程稱為觸發(fā)。晶閘管一旦觸發(fā)導通后,門極就對它失去控制作用,通常在門極上只要加上一個正向脈沖電壓即可,稱為觸發(fā)電壓。門極在一定條件下可以觸發(fā)晶閘管導通,但無法使其關斷。要使導通的晶閘管恢復阻斷,可降低陽極電壓,或增大負載電阻,使流過晶閘管的陽極電流減小至維持電流(IH)(當門極斷開時,晶閘管從較大的通態(tài)電流降至剛好能保持晶閘管導通所需的小陽極電流叫維持電流),電流會突然降到零,之后再提高電壓或減小負載電阻,電流不會再增大,說明晶閘管已恢復阻斷。根據(jù)晶閘管陽極伏安特性,可以總結出:1.門極斷開時。 當開關頻率很高時:導通的時間相對于很短,所以,導通損耗只能占一小部分。寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊
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(xiàn)在MOSFET之前,而MOSFET出現(xiàn)在IGBT之前,所以我們從中間者MOSFET的出現(xiàn)來闡述三者的因果故事。MOSFET的出現(xiàn)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(xiàn)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。 天津代理英飛凌infineonIGBT模塊廠家供應同時,開關損耗增大,使原件發(fā)熱加劇,因此,選用IGBT模塊時額定電流應大于負載電流。
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(xiàn)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(shù)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(xiàn)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(xiàn)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。
絕緣柵雙極晶體管IGBT是MOSFET和GTR相結合的產物。其主體部分與晶體管相同,也有集電極和發(fā)射極,但驅動部分卻和場效應晶體管相同,是絕緣柵結構。IGBT的工作特點是,控制部分與場效應晶體管相同,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結構的一個新型電力半導體器件,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相同的開關性能,兼有GTO和IGBT之所長,是一種較理想的兆瓦級、中壓開關器件。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已經商品化。 IGBT命名方式中,能體現(xiàn)IGBT芯片的年代。
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。 產品均采用全數(shù)字移相觸發(fā)集成電路,實現(xiàn)了控制電路和晶閘管主電路集成一體化。寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊
使用中當IGBT模塊集電極電流增大時,所產生的額定損耗亦變大。寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊
本發(fā)明實施例還提供了一種半導體功率模塊,如圖15所示,半導體功率模塊50配置有上述igbt芯片51,還包括驅動集成塊52和檢測電阻40。具體地,如圖16所示,igbt芯片51設置在dcb板60上,驅動集成塊52的out端口通過模塊引線端子521與igbt芯片51中公共柵極單元100連接,以便于驅動工作區(qū)域10和電流檢測區(qū)域20工作;si端口通過模塊引線端子521與檢測電阻40連接,用于獲取檢測電阻40上的電壓;以及,gnd端口通過模塊引線端子521與電流檢測區(qū)域的第1發(fā)射極單元101引出的導線522連接,檢測電阻40的另一端還分別與電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元201和接地區(qū)域連接,從而通過si端口獲取檢測電阻40上的測量電壓,并根據(jù)該測量電壓檢測工作區(qū)域的工作電流。本發(fā)明實施例提供的半導體功率模塊,設置有igbt芯片,其中,igbt芯片上設置有:工作區(qū)域、電流檢測區(qū)域和接地區(qū)域;其中,igbt芯片還包括第1表面和第二表面,且,第1表面和第二表面相對設置;第1表面上設置有工作區(qū)域和電流檢測區(qū)域的公共柵極單元,以及,工作區(qū)域的第1發(fā)射極單元、電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元和第三發(fā)射極單元,其中,第三發(fā)射極單元與第1發(fā)射極單元連接。 寧夏代理英飛凌infineonIGBT模塊