該電場會阻止P區空穴繼續向N區擴散。倘若我們在發射結添加一個正偏電壓(p正n負),來減弱內建電場的作用,就能使得空穴能繼續向N區擴散。擴散至N區的空穴一部分與N區的多數載流子——電子發生復合,另一部分在集電結反偏(p負n正)的條件下通過漂移抵達集電極,形成集電極電流。值得注意的是,N區本身的電子在被來自P區的空穴復合之后,并不會出現N區電子不夠的情況,因為b電極(基極)會提供源源不斷的電子以保證上述過程能夠持續進行。這部分的理解對后面了解IGBT與BJT的關系有很大幫助。MOSFET:金屬-氧化物-半導體場效應晶體管,簡稱場效晶體管。內部結構(以N-MOSFET為例)如下圖所示。MOSFET內部結構及符號在P型半導體襯底上制作兩個N+區,一個稱為源區,一個稱為漏區。漏、源之間是橫向距離溝道區。在溝道區的表面上,有一層由熱氧化生成的氧化層作為介質,稱為絕緣柵。在源區、漏區和絕緣柵上蒸發一層鋁作為引出電極,就是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。上節我們提到過一句,MOSFET管是壓控器件,它的導通關斷受到柵極電壓的控制。我們從圖上觀察,發現N-MOSFET管的源極S和漏極D之間存在兩個背靠背的pn結,當柵極-源極電壓VGS不加電壓時。IGBT的觸發和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓,柵極電壓可由不同的驅動電路產生。吉林優勢賽米控模塊報價
TC=℃)------通態平均電流VTM=V-----------通態峰值電壓VDRM=V-------------斷態正向重復峰值電壓IDRM=mA-------------斷態重復峰值電流VRRM=V-------------反向重復峰值電壓IRRM=mA------------反向重復峰值電流IGT=mA------------門極觸發電流VGT=V------------門極觸發電壓執行標準:QB-02-091.晶閘管關斷過電壓(換流過電壓、空穴積蓄效應過電壓)及保護晶閘管從導通到阻斷,線路電感(主要是變壓器漏感LB)釋放能量產生過電壓。由于晶閘管在導通期間,載流子充滿元件內部,在關斷過程中,管子在反向作用下,正向電流下降到零時,元件內部殘存著載流子。這些載流子在反向電壓作用下瞬時出現較大的反向電流,使殘存的載流子迅速消失,這時反向電流減小即diG/dt極大,產生的感應電勢很大,這個電勢與電源串聯,反向加在已恢復阻斷的元件上,可導致晶閘管反向擊穿。這就是關斷過電壓(換相過電壓)。數值可達工作電壓的5~6倍。保護措施:在晶閘管兩端并接阻容吸收電路。2.交流側過電壓及其保護由于交流側電路在接通或斷開時出現暫態過程,會產生操作過電壓。高壓合閘的瞬間,由于初次級之間存在分布電容,初級高壓經電容耦合到次級,出現瞬時過電壓。吉林優勢賽米控模塊報價雙向可控硅在結構上相當于兩個單向可控硅反向連接,這種可控硅具有雙向導通功能。
所有人都知道IGBT的標準定義,但是很少有人詳細地、系統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,它們之間有什么區別和聯系,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,就能窺見其區別及聯系。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部結構和工作原理有大致的了解。BJT:雙極性晶體管,俗稱三極管。內部結構(以PNP型BJT為例)如下圖所示。BJT內部結構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(發射極)的P區空穴濃度要大于b(基極)的N區空穴濃度,因此會發生空穴的擴散,即空穴從P區擴散至N區。同理,e(發射極)的P區電子濃度要小于b(基極)的N區電子濃度,所以電子也會發生從N區到P區的擴散運動。這種運動終會造成在發射結上出現一個從N區指向P區的電場,即內建電場。
同一代技術中通態損耗與開關損耗兩者相互矛盾,互為消長。IGBT模塊按封裝工藝來看主要可分為焊接式與壓接式兩類。高壓IGBT模塊一般以標準焊接式封裝為主,中低壓IGBT模塊則出現了很多新技術,如燒結取代焊接,壓力接觸取代引線鍵合的壓接式封裝工藝。隨著IGBT芯片技術的不斷發展,芯片的高工作結溫與功率密度不斷提高,IGBT模塊技術也要與之相適應。未來IGBT模塊技術將圍繞芯片背面焊接固定與正面電極互連兩方面改進。模塊技術發展趨勢:無焊接、無引線鍵合及無襯板/基板封裝技術;內部集成溫度傳感器、電流傳感器及驅動電路等功能元件,不斷提高IGBT模塊的功率密度、集成度及智能度。IGBT的主要應用領域作為新型功率半導體器件的主流器件,IGBT已廣泛應用于工業、4C(通信、計算機、消費電子、汽車電子)、航空航天、等傳統產業領域,以及軌道交通、新能源、智能電網、新能源汽車等戰略性新興產業領域。1)新能源汽車IGBT模塊在電動汽車中發揮著至關重要的作用,是電動汽車及充電樁等設備的技術部件。IGBT模塊占電動汽車成本將近10%,占充電樁成本約20%。IGBT主要應用于電動汽車領域中以下幾個方面:A)電動控制系統大功率直流/交流(DC/AC)逆變后驅動汽車電機。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。
圖1所示為一個N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構,N+區稱為源區,附于其上的電極稱為源極。N+區稱為漏區。器件的控制區為柵區,附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區邊界形成。在漏、源之間的P型區(包括P+和P一區)(溝道在該區域形成),稱為亞溝道區(Subchannelregion)。而在漏區另一側的P+區稱為漏注入區(Draininjector),它是IGBT特有的功能區,與漏區和亞溝道區一起形成PNP雙極晶體管,起發射極的作用,向漏極注入空穴,進行導電調制,以降低器件的通態電壓。附于漏注入區上的電極稱為漏極。IGBT的開關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導通。反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關斷。IGBT的驅動方法和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MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N一層的空穴(少子),對N一層進行電導調制,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通態電壓。IGBT和可控硅區別IGBT與晶閘管1.整流元件(晶閘管)簡單地說: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的可調的單方向的直流電流。其實現條件主要是依靠整流管。IGBT的轉移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關系曲線。吉林優勢賽米控模塊報價
非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。吉林優勢賽米控模塊報價
該igbt芯片上設置有:工作區域、電流檢測區域和接地區域;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域和電流檢測區域的公共柵極單元,以及,工作區域的第1發射極單元、電流檢測區域的第二發射極單元和第三發射極單元,其中,第三發射極單元與第1發射極單元連接,公共柵極單元與第1發射極單元和第二發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域和電流檢測區域的公共集電極單元;接地區域設置于第1發射極單元內的任意位置處;電流檢測區域和接地區域分別用于與檢測電阻連接,以使檢測電阻上產生電壓,并根據電壓檢測工作區域的工作電流。第二方面,本發明實施例還提供一種半導體功率模塊,半導體功率模塊配置有第1方面的igbt芯片,還包括驅動集成塊和檢測電阻;其中,驅動集成塊與igbt芯片中公共柵極單元連接,以便于驅動工作區域和電流檢測區域工作;以及,還與檢測電阻連接,用于獲取檢測電阻上的電壓。本發明實施例帶來了以下有益效果:本發明實施例提供了igbt芯片及半導體功率模塊,igbt芯片上設置有:工作區域、電流檢測區域和接地區域;其中,igbt芯片還包括第1表面和第二表面吉林優勢賽米控模塊報價