西門康IGBT正是作為順應這種要求而開發(fā)的,它是由MOSFET(輸入級)和PNP晶體管(輸出級)復合而成的一種器件,既有MOSFET器件驅(qū)動功率小和開關速度快的特點(控制和響應),又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(功率級較為耐用),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)?;谶@些優(yōu)異的特性,西門康IGBT一直***使用在超過300V電壓的應用中,模塊化的西門康IGBT可以滿足更高的電流傳導要求,其應用領域不斷提高,今后將有更大的發(fā)展。不同封裝形式的IGBT,其實主要就是為了照顧IGBT的散熱。湖南哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊服務電話
所有人都知道IGBT的標準定義,但是很少有人詳細地、系統(tǒng)地從這句話抽絲剝繭,一層一層地分析為什么定義里說IGBT是由BJT和MOS組成的,它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系,在應用的時候,什么時候能選擇IGBT、什么時候選擇BJT、什么時候又選擇MOSFET管。這些問題其實并非很難,你跟著我看下去,就能窺見其區(qū)別及聯(lián)系。為什么說IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件?要搞清楚IGBT、BJT、MOSFET之間的關系,就必須對這三者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理有大致的了解。BJT:雙極性晶體管,俗稱三極管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)(以PNP型BJT為例)如下圖所示。BJT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號如同我上篇文章(IGBT這玩意兒——從名稱入手)講的,雙極性即意味著器件內(nèi)部有空穴和電子兩種載流子參與導電,BJT既然叫雙極性晶體管,那其內(nèi)部也必然有空穴和載流子,理解這兩種載流子的運動是理解BJT工作原理的關鍵。由于圖中e(發(fā)射極)的P區(qū)空穴濃度要大于b(基極)的N區(qū)空穴濃度,因此會發(fā)生空穴的擴散,即空穴從P區(qū)擴散至N區(qū)。同理,e(發(fā)射極)的P區(qū)電子濃度要小于b(基極)的N區(qū)電子濃度,所以電子也會發(fā)生從N區(qū)到P區(qū)的擴散運動。這種運動終會造成在發(fā)射結(jié)上出現(xiàn)一個從N區(qū)指向P區(qū)的電場,即內(nèi)建電場。 青海代理SEMIKRON西門康IGBT模塊代理商IGBT的開關特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關系。
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(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。西門康IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點,驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。在西門康IGBT得到大力發(fā)展之前,功率場效應管MOSFET被用于需要快速開關的中低壓場合,晶閘管、GTO被用于中高壓領域。MOSFET雖然有開關速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動電路簡單的優(yōu)點;但是,在200V或更高電壓的場合,MOSFET的導通電阻隨著擊穿電壓的增加會迅速增加,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)動電流大,控制電路非常復雜,而且交換速度不夠快。
以及測試電壓vs的影響而產(chǎn)生信號的失真,即避免了公共柵極單元100因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?,從而提高了檢測電流的精度。本發(fā)明實施例提供的igbt芯片,在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;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,公共柵極單元與第1發(fā)射極單元和第二發(fā)射極單元之間通過刻蝕方式進行隔開;第二表面上設有工作區(qū)域和電流檢測區(qū)域的公共集電極單元;接地區(qū)域設置于第1發(fā)射極單元內(nèi)的任意位置處;電流檢測區(qū)域和接地區(qū)域分別用于與檢測電阻連接,以使檢測電阻上產(chǎn)生電壓,并根據(jù)電壓檢測工作區(qū)域的工作電流。本申請避免了柵電極因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?,提高了檢測電流的精度。進一步的,電流檢測區(qū)域20包括取樣igbt模塊,其中,取樣igbt模塊中雙極型三極管的集電極和絕緣柵型場效應管的漏電極斷開,以得到第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202。具體地,如圖6所示。 IGBT是將強電流、高壓應用和快速終端設備用垂直功率MOSFET的自然進化。
因為高速開斷和關斷會產(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的開關時間和開關損耗;RG較小,會引起電流上升率增大,使IGBT誤導通或損壞。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,一般在幾歐~幾十歐,小容量的IGBT其RG值較大。(5)驅(qū)動電路應具有較強的抗干擾能力及對IG2BT的保護功能。IGBT的控制、驅(qū)動及保護電路等應與其高速開關特性相匹配,另外,在未采取適當?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導通時由P+注入?yún)^(qū)向N基區(qū)發(fā)射少子,因而對漂移區(qū)電導率進行調(diào)制,可仗IGBT具有很強的通流能力。介于P+注入?yún)^(qū)與N-漂移區(qū)之間的N+層稱為緩沖區(qū)。 比較高柵源電壓受比較大漏極電流限制,其比較好值一般取為15V左右。江蘇進口SEMIKRON西門康IGBT模塊廠家供應
封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上。湖南哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊服務電話
公共柵極單元100與第1發(fā)射極單元101和第二發(fā)射極單元201之間通過刻蝕方式進行隔開;第二表面上設有工作區(qū)域10和電流檢測區(qū)域20的公共集電極單元200;接地區(qū)域30則設置于第1發(fā)射極單元101內(nèi)的任意位置處;電流檢測區(qū)域20和接地區(qū)域30分別用于與檢測電阻40連接,以使檢測電阻40上產(chǎn)生電壓,并根據(jù)電壓檢測工作區(qū)域10的工作電流。具體地,工作區(qū)域10和電流檢測區(qū)域20具有公共柵極單元100和公共集電極單元200,此外,電流檢測區(qū)域20還具有第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202,檢測電阻40則分別與第二發(fā)射極單元201和接地區(qū)域30連接。此時,在電流檢測過程中,工作區(qū)域10由公共柵極單元100提供驅(qū)動,以使公共集電極單元200上的電流ic通過第二發(fā)射極單元201達到檢測電阻40,從而可以在檢測電阻40上產(chǎn)生測試電壓vs,進而可以根據(jù)該測試電壓vs檢測工作區(qū)域10的工作電流。因此,在上述電流檢測過程中,電流檢測區(qū)域20的第二發(fā)射極單元201相當于沒有公共柵極單元100提供驅(qū)動,即對于igbt芯片的電子和空穴兩種載流子形成的電流,電流檢測區(qū)域20的第二發(fā)射極單元201只獲取空穴形成的電流作為檢測電流,從而避免了檢測電流受公共柵極單元100的電壓的影響。 湖南哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊服務電話