IGBT模塊的開關損耗和性能有什么關系？

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2022-03-17 09:30:13 12

IGBT模塊的開關損耗和性能有什么關系？

??在 IGBT的發展中，要求功率開關器件減少損耗，提高效率，改善性能。開關器件的損耗可以分為兩類，一類是導通狀態正常(on-state)的器件損耗；另一個是從導通狀態到關斷狀態(從關斷狀態到導通狀態)的開關損耗。IGBT的主要技術特性是集電極-發射極飽和電壓VCE(sat)特性和開關特性tf(關斷時間toff和導通時間ton之和)。IGBT的擊穿性能取決于阻塞性能、短路性能、di/dt和dv/dt性能。

??(1)改善開關特性的技術

??為改善開關特性而開發的技術主要是優化濃度和層厚度，減少成為載流子的空穴，并減少IGBT獨特的集電極電流拖尾。通過優化單元圖形，降低了輸入阻抗RG，增加了功率MOSFET部分柵極的充放電時間。在提高功率器件速度的基礎上，采用的技術是縮短載體的壽命。作為壽命限制的方法，常用的有重金屬擴散法和電子射線照射法。通過控制壽命，可以控制IGBT集電極電流Ic的關斷特性。減小功率MOSFET部分的柵電容，可以使充放電時間達到高速。

??(2)減少VCE技術

??降低VCE(sat)的技術是通過優化層的濃度、厚度和深度來降低電阻部分，并借助精細化來提高單位面積的電流密度，從而優化Lg與Ls的比值，擴大功率MOSFET反型層(溝道)的單位芯片面積，降低溝道電阻。

??通過使用改進的開關特性技術和增加壽命限制，可以加速開關特性。在IGBT，VCE(sat)和開關特性tf呈相關關系。在生命時間控制的幫助下，可以在這種關聯關系中找到任何需要的工作狀態。

??(3)提高性能的技術

??為了改善IGBT的擊穿性能，采用了IGBT性能改善技術，抑制了IGBT內部寄生NPN晶體管的工作以及IGBT內部電場和電流的集中，從而改善了IGBT的擊穿性能。

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