igbt功率模塊是以絕緣柵雙極型晶體管（igbt）構(gòu)成的功率模塊。由于igbt模塊為mosfet結(jié)構(gòu)，igbt的柵極通過(guò)一層氧化膜與發(fā)射極實(shí)現(xiàn)電隔離，具有出色的器件性能。廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī)，變頻器，變頻家電等領(lǐng)域。目錄1特點(diǎn)2應(yīng)用3注意事項(xiàng)4發(fā)展趨勢(shì)IGBT功率模塊特點(diǎn)編輯igbt功率模塊是電壓型控制，輸入阻抗大，驅(qū)動(dòng)功率小，控制電路簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)損耗小，通斷速度快，工作頻率高，元件容量大等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)質(zhì)是個(gè)復(fù)合功率器件，它集雙極型功率晶體管和功率mosfet的優(yōu)點(diǎn)于一體化。又因先進(jìn)的加工技術(shù)使它通態(tài)飽和電壓低，開(kāi)關(guān)頻率高（可達(dá)20khz），這兩點(diǎn)非常顯著的特性，近西門(mén)子公司又推出低飽和壓降（）的npt-igbt性能更佳，相繼東芝、富士、ir,摩托羅拉亦己在開(kāi)發(fā)研制新品種。IGBT功率模塊應(yīng)用編輯igbt是先進(jìn)的第三代功率模塊，工作頻率1-20khz,主要應(yīng)用在變頻器的主回路逆變器及一切逆變電路，即dc/ac變換中。例電動(dòng)汽車(chē)、伺服控制器、ups、開(kāi)關(guān)電源、斬波電源、無(wú)軌電車(chē)等。問(wèn)世迄今有十年多歷史，幾乎己替代一切其它功率器件，例，單個(gè)元件電壓可達(dá)（pt結(jié)構(gòu)）一（npt結(jié)構(gòu)），電流可達(dá)。IGBT功率模塊注意事項(xiàng)編輯a,柵極與任何導(dǎo)電區(qū)要絕緣，以免產(chǎn)生靜電而擊穿。，不同封裝形式的IGBT，其實(shí)主要就是為了照顧IGBT的散熱。江蘇替換英飛凌IGBT口碑推薦
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(guò)刻蝕方式進(jìn)行隔開(kāi)；第二表面上設(shè)有工作區(qū)域10和電流檢測(cè)區(qū)域20的公共集電極單元200；接地區(qū)域30則設(shè)置于第1發(fā)射極單元101內(nèi)的任意位置處；電流檢測(cè)區(qū)域20和接地區(qū)域30分別用于與檢測(cè)電阻40連接，以使檢測(cè)電阻40上產(chǎn)生電壓，并根據(jù)電壓檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(shí)，在電流檢測(cè)過(guò)程中，工作區(qū)域10由公共柵極單元100提供驅(qū)動(dòng)，以使公共集電極單元200上的電流ic通過(guò)第二發(fā)射極單元201達(dá)到檢測(cè)電阻40，從而可以在檢測(cè)電阻40上產(chǎn)生測(cè)試電壓vs，進(jìn)而可以根據(jù)該測(cè)試電壓vs檢測(cè)工作區(qū)域10的工作電流。因此，在上述電流檢測(cè)過(guò)程中，電流檢測(cè)區(qū)域20的第二發(fā)射極單元201相當(dāng)于沒(méi)有公共柵極單元100提供驅(qū)動(dòng)，即對(duì)于igbt芯片的電子和空穴兩種載流子形成的電流，電流檢測(cè)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(cè)電流，從而避免了檢測(cè)電流受公共柵極單元100的電壓的影響。江蘇替換英飛凌IGBT口碑推薦英飛凌IGBT模塊選型主要是根據(jù)工作電壓，工作電流，封裝形式和開(kāi)關(guān)頻率來(lái)進(jìn)行選擇。
將igbt模塊中雙極型三極管bjt的集電極和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管mos的漏電極斷開(kāi)，并替代包含鏡像電流測(cè)試的電路中的取樣igbt，從而得到包含無(wú)柵極驅(qū)動(dòng)的電流檢測(cè)的igbt芯片的等效測(cè)試電路，即圖5中的igbt芯片結(jié)構(gòu)，從而得到第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202，此時(shí)，bjt的集電極單獨(dú)引出，即第二發(fā)射極單元201，作為測(cè)試電流的等效電路，電流檢測(cè)區(qū)域20只取bjt的空穴電流作為檢測(cè)電流，且，空穴電流與工作區(qū)域10的工作電流成比例關(guān)系，從而通過(guò)檢測(cè)電流檢測(cè)區(qū)域20中的電流即可得到igbt芯片的工作區(qū)域10的電流，避免了現(xiàn)有方法中柵極對(duì)地電位變化造成的偏差，提高了檢測(cè)電流的精度。此外，在第1表面上，電流檢測(cè)區(qū)域20設(shè)置在工作區(qū)域10的邊緣區(qū)域，且，電流檢測(cè)區(qū)域20的面積小于工作區(qū)域10的面積。此外，igbt芯片為溝槽結(jié)構(gòu)的igbt芯片，在電流檢測(cè)區(qū)域20和工作區(qū)域10的對(duì)應(yīng)位置內(nèi)分別設(shè)置多個(gè)溝槽，可選的，電流檢測(cè)區(qū)域20和工作區(qū)域10可以同時(shí)設(shè)置有多個(gè)溝槽，或者，工作區(qū)域10設(shè)置有多個(gè)溝槽，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限制說(shuō)明。以及，當(dāng)設(shè)置有溝槽時(shí)，在每個(gè)溝槽內(nèi)還填充有多晶硅。此外，在第1表面和第二表面之間，還設(shè)置有n型耐壓漂移層和導(dǎo)電層。
不論漏極-源極電壓VDS之間加多大或什么極性的電壓，總有一個(gè)pn結(jié)處于反偏狀態(tài)，漏、源極間沒(méi)有導(dǎo)電溝道，器件無(wú)法導(dǎo)通。但如果VGS正向足夠大，此時(shí)柵極G和襯底p之間的絕緣層中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，方向從柵極指向襯底，電子在該電場(chǎng)的作用下聚集在柵氧下表面，形成一個(gè)N型薄層(一般為幾個(gè)nm)，連通左右兩個(gè)N+區(qū)，形成導(dǎo)通溝道，如圖中黃域所示。當(dāng)VDS＞0V時(shí)，N-MOSFET管導(dǎo)通，器件工作。了解完以PNP為例的BJT結(jié)構(gòu)和以N-MOSFET為例的MOSFET結(jié)構(gòu)之后，我們?cè)賮?lái)看IGBT的結(jié)構(gòu)圖↓IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號(hào)黃塊表示IGBT導(dǎo)通時(shí)形成的溝道。首先看黃色虛線部分，細(xì)看之下是不是有一絲熟悉之感？這部分結(jié)構(gòu)和工作原理實(shí)質(zhì)上和上述的N-MOSFET是一樣的。當(dāng)VGE>0V，VCE>0V時(shí)，IGBT表面同樣會(huì)形成溝道，電子從n區(qū)出發(fā)、流經(jīng)溝道區(qū)、注入n漂移區(qū)，n漂移區(qū)就類(lèi)似于N-MOSFET的漏極。藍(lán)色虛線部分同理于BJT結(jié)構(gòu)，流入n漂移區(qū)的電子為PNP晶體管的n區(qū)持續(xù)提供電子，這就保證了PNP晶體管的基極電流。我們給它外加正向偏壓VCE，使PNP正向?qū)?，IGBT器件正常工作。這就是定義中為什么說(shuō)IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件的原因。此外，圖中我還標(biāo)了一個(gè)紅色部分。第四代IGBT命名的后綴為:T4，S4，E4，P4。
IGBT與MOSFET的開(kāi)關(guān)速度比較因功率MOSFET具有開(kāi)關(guān)速度快，峰值電流大，容易驅(qū)動(dòng)，安全工作區(qū)寬，dV/dt耐量高等優(yōu)點(diǎn)，在小功率電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。但是由于導(dǎo)通特性受和額定電壓的影響很大，而且工作電壓較高時(shí)，MOSFET固有的反向二極管導(dǎo)致通態(tài)電阻增加，因此在大功率電子設(shè)備中的應(yīng)用受至限制。IGBT是少子器件，它不但具有非常好的導(dǎo)通特性，而且也具有功率MOSFET的許多特性，如容易驅(qū)動(dòng)，安全工作區(qū)寬，峰值電流大，堅(jiān)固耐用等，一般來(lái)講，IGBT的開(kāi)關(guān)速度低于功率MOSET，但是IR公司新系列IGBT的開(kāi)關(guān)特性非常接近功率MOSFET，而且導(dǎo)通特性也不受工作電壓的影響。由于IGBT內(nèi)部不存在反向二極管，用戶(hù)可以靈活選用外接恢復(fù)二極管，這個(gè)特性是優(yōu)點(diǎn)還是缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)工作頻率，二極管的價(jià)格和電流容量等參數(shù)來(lái)衡量。IGBT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，電路符號(hào)及等效電路如圖1所示?？梢钥闯觯?020-03-30開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)：何時(shí)選擇BJT優(yōu)于MOSFET開(kāi)關(guān)電源電氣可靠性設(shè)計(jì)1供電方式的選擇集中式供電系統(tǒng)各輸出之間的偏差以及由于傳輸距離的不同而造成的壓差降低了供電質(zhì)量，而且應(yīng)用單臺(tái)電源供電，當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。分布式供電系統(tǒng)因供電單元靠近負(fù)載，改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。一個(gè)封裝封裝1個(gè)IGBT芯片。如IKW(集成了反向二極管)和IGW(沒(méi)有反向二極管)。上海品質(zhì)英飛凌IGBT供應(yīng)商
.34mm封裝(俗稱(chēng)“窄條”):由于底板的銅極板只有34mm寬。江蘇替換英飛凌IGBT口碑推薦
第1表面和第二表面相對(duì)設(shè)置；第1表面上設(shè)置有工作區(qū)域和電流檢測(cè)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(cè)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(guò)刻蝕方式進(jìn)行隔開(kāi)；第二表面上設(shè)有工作區(qū)域和電流檢測(cè)區(qū)域的公共集電極單元；接地區(qū)域設(shè)置于第1發(fā)射極單元內(nèi)的任意位置處；電流檢測(cè)區(qū)域和接地區(qū)域分別用于與檢測(cè)電阻連接，以使檢測(cè)電阻上產(chǎn)生電壓，并根據(jù)電壓檢測(cè)工作區(qū)域的工作電流。本申請(qǐng)避免了柵電極因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?，提高了檢測(cè)電流的精度。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。江蘇替換英飛凌IGBT口碑推薦
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