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同一代技术中通态损耗与开关损耗两者相互矛盾,互为消长。IGBT模块按封装工艺来看主要可分为焊接式与压接式两类。高压IGBT模块一般以标准焊接式封装为主,中低压IGBT模块则出现了很多新技术,如烧结取代焊接,压力接触取代引线键合的压接式封装工艺。随着IGBT芯片技术的不断发展,芯片的高工作结温与功率密度不断提高,IGBT模块技术也要与之相适应。未来IGBT模块技术将围绕芯片背面焊接固定与正面电极互连两方面改进。模块技术发展趋势:无焊接、无引线键合及无衬板/基板封装技术;内部集成温度传感器、电流传感器及驱动电路等功能元件,不断提高IGBT模块的功率密度、集成度及智能度。IGBT的主要应用领域作为新型功率半导体器件的主流器件,IGBT已广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、等传统产业领域,以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。1)新能源汽车IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用,是电动汽车及充电桩等设备的技术部件。IGBT模块占电动汽车成本将近10%,占充电桩成本约20%。IGBT主要应用于电动汽车领域中以下几个方面:A)电动控制系统大功率直流/交流(DC/AC)逆变后驱动汽车电机。 IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流,使IGBT导通。河北代理SEMIKRON西门康IGBT模块货源充足
对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种igbt器件的结构图;图2为本发明实施例提供的一种电流敏感器件的结构图;图3为本发明实施例提供的一种kelvin连接示意图;图4为本发明实施例提供的一种检测电流与工作电流的曲线图;图5为本发明实施例提供的一种igbt芯片的结构示意图;图6为本发明实施例提供的另一种igbt芯片的结构示意图;图7为本发明实施例提供的一种igbt芯片的表面结构示意图;图8为本发明实施例提供的另一种igbt芯片的表面结构示意图;图9为本发明实施例提供的另一种igbt芯片的表面结构示意图;图10为本发明实施例提供的另一种igbt芯片的表面结构示意图;图11为本发明实施例提供的另一种igbt芯片的表面结构示意图;图12为本发明实施例提供的另一种igbt芯片的表面结构示意图;图13为本发明实施例提供的另一种igbt芯片的表面结构示意图;图14为本发明实施例提供的另一种igbt芯片的表面结构示意图;图15为本发明实施例提供的一种半导体功率模块的结构示意图;图16为本发明实施例提供的一种半导体功率模块的连接示意图。图标:1-电流传感器;10-工作区域;101-第1发射极单元。 上海哪里有SEMIKRON西门康IGBT模块货源充足反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。
IGBT模块旁的续流二极管续流二极管二极管通常是指反向并联在IGBT模块两端的一个二极管,它的作用是在电路中电压或电流出现突变时,对电路中其它元件起保护作用。如在变频驱动电动机运行时,与IGBT并联的快恢复二极管使IGBT在关断时电动机定子绕组中的储存的能量能提供一个继续流通的路径,避免激起高压损坏IGBT。二极管除继续流通正向电流外,更重要的反向恢复特性,因为它直接关系到逆变桥上下臂IGBT换流时的动态特性。对于感性负载而言,由于感生电压的存在,在IGBT的S或D极结点上,总会有流入和流出的电流存在。那个二极管就负责流出电流通路的。从IGBT的结构原理可知,它只能单向导通。另一个方向就要借助和它并联的二极管实现。电感线圈可以经过它给负载提供持续的电流,以免负载电流突变,起到平滑电流的作用!在IGBT开关电源中,就能见到一个由二极管和电阻串连起来构成的的续流电路。这个电路与变压器原边并联当开关管关断时,续流电路可以释放掉变压器线圈中储存的能量,防止感应电压过高,击穿开关管。电路连接图IGBT模块并联二极管的使用事项一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管。
因为高速开断和关断会产生很高的尖峰电压,及有可能造成IGBT自身或其他元件击穿。(3)IGBT开通后,驱动电路应提供足够的电压、电流幅值,使IGBT在正常工作及过载情况下不致退出饱和而损坏。(4)IGBT驱动电路中的电阻RG对工作性能有较大的影响,RG较大,有利于抑制IGBT的电流上升率及电压上升率,但会增加IGBT的开关时间和开关损耗;RG较小,会引起电流上升率增大,使IGBT误导通或损坏。RG的具体数据与驱动电路的结构及IGBT的容量有关,一般在几欧~几十欧,小容量的IGBT其RG值较大。(5)驱动电路应具有较强的抗干扰能力及对IG2BT的保护功能。IGBT的控制、驱动及保护电路等应与其高速开关特性相匹配,另外,在未采取适当的防静电措施情况下,G—E断不能开路。四、IGBT的结构IGBT是一个三端器件,它拥有栅极G、集电极c和发射极E。IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号如图所示。如图所示为N沟道VDMOSFFT与GTR组合的N沟道IGBT(N-IGBT)的内部结构断面示意图。IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区,形成丁一个大面积的PN结J1。由于IGBT导通时由P+注入区向N基区发射少子,因而对漂移区电导率进行调制,可仗IGBT具有很强的通流能力。介于P+注入区与N-漂移区之间的N+层称为缓冲区。 随着节能环保等理念的推进,此类产品在市场上将越来越多见。
不论漏极-源极电压VDS之间加多大或什么极性的电压,总有一个pn结处于反偏状态,漏、源极间没有导电沟道,器件无法导通。但如果VGS正向足够大,此时栅极G和衬底p之间的绝缘层中会产生一个电场,方向从栅极指向衬底,电子在该电场的作用下聚集在栅氧下表面,形成一个N型薄层(一般为几个nm),连通左右两个N+区,形成导通沟道,如图中黄域所示。当VDS>0V时,N-MOSFET管导通,器件工作。了解完以PNP为例的BJT结构和以N-MOSFET为例的MOSFET结构之后,我们再来看IGBT的结构图↓IGBT内部结构及符号黄块表示IGBT导通时形成的沟道。首先看黄色虚线部分,细看之下是不是有一丝熟悉之感?这部分结构和工作原理实质上和上述的N-MOSFET是一样的。当VGE>0V,VCE>0V时,IGBT表面同样会形成沟道,电子从n区出发、流经沟道区、注入n漂移区,n漂移区就类似于N-MOSFET的漏极。蓝色虚线部分同理于BJT结构,流入n漂移区的电子为PNP晶体管的n区持续提供电子,这就保证了PNP晶体管的基极电流。我们给它外加正向偏压VCE,使PNP正向导通,IGBT器件正常工作。这就是定义中为什么说IGBT是由BJT和MOSFET组成的器件的原因。此外,图中我还标了一个红色部分。 IGBT在关断过程中,漏极电流的波形变为两段。黑龙江进口SEMIKRON西门康IGBT模块销售厂家
它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时,IGBT处于关断状态。河北代理SEMIKRON西门康IGBT模块货源充足
分两种情况:②若栅-射极电压UGE<Uth,沟道不能形成,IGBT呈正向阻断状态。②若栅-射极电压UGE>Uth,栅极沟道形成,IGBT呈导通状态(正常工作)。此时,空穴从P+区注入到N基区进行电导调制,减少N基区电阻RN的值,使IGBT通态压降降低。IGBT各世代的技术差异回顾功率器件过去几十年的发展,1950-60年代双极型器件SCR,GTR,GTO,该时段的产品通态电阻很小;电流控制,控制电路复杂且功耗大;1970年代单极型器件VD-MOSFET。但随着终端应用的需求,需要一种新功率器件能同时满足:驱动电路简单,以降低成本与开关功耗、通态压降较低,以减小器件自身的功耗。1980年代初,试图把MOS与BJT技术集成起来的研究,导致了IGBT的发明。1985年前后美国GE成功试制工业样品(可惜后来放弃)。自此以后,IGBT主要经历了6代技术及工艺改进。从结构上讲,IGBT主要有三个发展方向:1)IGBT纵向结构:非透明集电区NPT型、带缓冲层的PT型、透明集电区NPT型和FS电场截止型;2)IGBT栅极结构:平面栅机构、Trench沟槽型结构;3)硅片加工工艺:外延生长技术、区熔硅单晶;其发展趋势是:①降低损耗②降低生产成本总功耗=通态损耗(与饱和电压VCEsat有关)+开关损耗(EoffEon)。 河北代理SEMIKRON西门康IGBT模块货源充足
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