少數載流子）對N-區進行電導調制，減小N-區的電阻RN，使高耐壓的IGBT也具有很小的通態壓降。當柵射極間不加信號或加反向電壓時，MOSFET內的溝道消失，PNP型晶體管的基極電流被切斷，IGBT即關斷。由此可知，IGBT的驅動原理與MOSFET基本相同。①當UCE為負時：J3結處于反偏狀態，器件呈反向阻斷狀態。②當uCE為正時：UC<UTH，溝道不能形成，器件呈正向阻斷狀態；UG>UTH，絕緣門極下形成N溝道，由于載流子的相互作用，在N-區產生電導調制，使器件正向導通。1)導通IGBT硅片的結構與功率MOSFET的結構十分相似，主要差異是JGBT增加了P+基片和一個N+緩沖層(NPT-非穿通-IGBT技術沒有增加這個部分)，其中一個MOSFET驅動兩個雙極器件（有兩個極性的器件）。基片的應用在管體的P、和N+區之間創建了一個J，結。當正柵偏壓使柵極下面反演P基區時，一個N溝道便形成，同時出現一個電子流，并完全按照功率MOSFET的方式產生一股電流。如果這個電子流產生的電壓在，則J1將處于正向偏壓，一些空穴注入N-區內，并調整N-與N+之間的電阻率，這種方式降低了功率導通的總損耗，并啟動了第二個電荷流。的結果是在半導體層次內臨時出現兩種不同的電流拓撲：一個電子流（MOSFET電流）。正式商用的IGBT器件的電壓和電流容量還很有限，遠遠不能滿足電力電子應用技術發展的需求。上海本地西門康IGBT模塊

   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，它是采用從大規模集成(LSI)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術實現的新刻蝕工藝，但仍然是穿通(PT)型芯片結構。[4]在這種溝槽結構中，實現了在通態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(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。上海本地西門康IGBT模塊IGBT是能源變換與傳輸的中心器件，俗稱電力電子裝置的“CPU”，作為國家戰略性新興產業。

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。

西門康IGBT正是作為順應這種要求而開發的，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。基于這些優異的特性，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，今后將有更大的發展。減小N-層的電阻，使IGBT在高電壓時，也具有低的通態電壓。

  分兩種情況：②若柵-射極電壓UGE＜Uth，溝道不能形成，IGBT呈正向阻斷狀態。②若柵-射極電壓UGE＞Uth，柵極溝道形成，IGBT呈導通狀態（正常工作）。此時，空穴從P+區注入到N基區進行電導調制，減少N基區電阻RN的值，使IGBT通態壓降降低。IGBT各世代的技術差異回顧功率器件過去幾十年的發展，1950-60年代雙極型器件SCR,GTR,GTO，該時段的產品通態電阻很小；電流控制，控制電路復雜且功耗大；1970年代單極型器件VD-MOSFET。但隨著終端應用的需求，需要一種新功率器件能同時滿足：驅動電路簡單,以降低成本與開關功耗、通態壓降較低，以減小器件自身的功耗。1980年代初,試圖把MOS與BJT技術集成起來的研究，導致了IGBT的發明。1985年前后美國GE成功試制工業樣品（可惜后來放棄）。自此以后，IGBT主要經歷了6代技術及工藝改進。從結構上講，IGBT主要有三個發展方向：1）IGBT縱向結構：非透明集電區NPT型、帶緩沖層的PT型、透明集電區NPT型和FS電場截止型；2）IGBT柵極結構：平面柵機構、Trench溝槽型結構；3）硅片加工工藝：外延生長技術、區熔硅單晶；其發展趨勢是：①降低損耗②降低生產成本總功耗＝通態損耗(與飽和電壓VCEsat有關)+開關損耗(EoffEon)。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。上海本地西門康IGBT模塊

當MOSFET的溝道形成后，從P+基極注入到N-層的空穴（少子），對N-層進行電導調制。上海本地西門康IGBT模塊

晶閘管等元件通過整流來實現。除此之外整流器件還有很多，如：可關斷晶閘管GTO，逆導晶閘管，雙向晶閘管，整流模塊，功率模塊IGBT，SIT，MOSFET等等，這里只探討晶閘管。晶閘管又名可控硅，通常人們都叫可控硅。是一種功率半導體器件，由于它效率高，控制特性好，壽命長，體積小等優點，自上個世紀六十長代以來，獲得了迅猛發展，并已形成了一門單獨的學科。“晶閘管交流技術”。晶閘管發展到，在工藝上已經非常成熟，品質更好，成品率大幅提高，并向高壓大電流發展。目前國內晶閘管大額定電流可達5000A，國外更大。我國的韶山電力機車上裝載的都是我國自行研制的大功率晶閘管。晶閘管的應用：一、可控整流如同二極管整流一樣，可以把交流整流為直流，并且在交流電壓不變的情況下，方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流，實現交流——可變直流二、交流調壓與調功利用晶閘管的開關特性代替老式的接觸調壓器、感應調壓器和飽和電抗器調壓。為了消除晶閘管交流調壓產生的高次諧波，出現了一種過零觸發，實現負載交流功率的無級調節即晶閘管調功器。交流——可變交流。三、逆變與變頻直流輸電：將三相高壓交流整流為高壓直流，由高壓直流遠距離輸送以減少損耗。上海本地西門康IGBT模塊

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