當晶閘管全部導通時,靜態閂鎖出現。只在關斷時才會出現動態閂鎖。這一特殊現象嚴重地限制了安全操作區。為防止寄生NPN和PNP晶體管的有害現象,有必要采取以下措施:一是防止NPN部分接通,分別改變布局和摻雜級別。二是降低NPN和PNP晶體管的總電流增益。此外,閂鎖電流對PNP和NPN器件的電流增益有一定的影響,因此,它與結溫的關系也非常密切;在結溫和增益提高的情況下,P基區的電阻率會升高,破壞了整體特性。因此,器件制造商必須注意將集電極最大電流值與閂鎖電流之間保持一定的比例,通常比例為1:5。 [2]在安裝或更換IGBT模塊時,應十分重視IGBT模塊與散熱片的接觸面狀態和擰緊程度。靜安區選擇IGBT模塊設計
當柵極和發射極短接并在集電極端子施加一個正電壓時,P/NJ3結受反向電壓控制。此時,仍然是由N漂移區中的耗盡層承受外部施加的電壓。 [2]閂鎖IGBT在集電極與發射極之間有一個寄生PNPN晶閘管。在特殊條件下,這種寄生器件會導通。這種現象會使集電極與發射極之間的電流量增加,對等效MOSFET的控制能力降低,通常還會引起器件擊穿問題。晶閘管導通現象被稱為IGBT閂鎖,具體地說,這種缺陷的原因互不相同,與器件的狀態有密切關系。通常情況下,靜態和動態閂鎖有如下主要區別:靜安區選擇IGBT模塊設計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。
Q 為柵極電荷,可參考IGBT模塊參數手冊。例如,常見IGBT驅動器(如TX-KA101)輸出正電壓15V,負電壓-9V,則U=24V,假設 F=10KHz,Q=2.8uC可計算出 P=0.67w ,柵極電阻應選取2W電阻,或2個1W電阻并聯。三、設置柵極電阻的其他注意事項1、盡量減小柵極回路的電感阻抗,具體的措施有:a)驅動器靠近IGBT減小引線長度;b) 驅動的柵射極引線絞合,并且不要用過粗的線;c) 線路板上的 2 根驅動線的距離盡量靠近;d) 柵極電阻使用無感電阻;e) 如果是有感電阻,可以用幾個并聯以減小電感。2、IGBT 開通和關斷選取不同的柵極電阻
N溝型的 IGBT工作是通過柵極-發射極間加閥值電壓VTH以上的(正)電壓,在柵極電極正下方的p層上形成反型層(溝道),開始從發射極電極下的n-層注入電子。該電子為p+n-p晶體管的少數載流子,從集電極襯底p+層開始流入空穴,進行電導率調制(雙極工作),所以可以降低集電極-發射極間飽和電壓。在發射極電極側形成n+pn-寄生晶體管。若n+pn-寄生晶體管工作,又變成p+n- pn+晶閘管。電流繼續流動,直到輸出側停止供給電流。通過輸出信號已不能進行控制。一般將這種狀態稱為閉鎖狀態。這時,如果集電極與發射極間存在高電壓,則有可能使IGBT發熱及至損壞。
2010年,中國科學院微電子研究所成功研制國內***可產業化IGBT芯片,由中國科學院微電子研究所設計研發的15-43A /1200V IGBT系列產品(采用Planar NPT器件結構)在華潤微電子工藝平臺上流片成功,各項參數均達到設計要求,部分性能優于國外同類產品。這是我國國內***自主研制可產業化的IGBT(絕緣柵雙極晶體管)產品,標志著我國全國產化IGBT芯片產業化進程取得了重大突破,擁有了***條專業的完整通過客戶產品設計驗證的IGBT工藝線。該科研成果主要面向家用電器應用領域,聯合江蘇矽萊克電子科技有限公司進行市場推廣,目前正由國內***的家電企業用戶試用,微電子所和華潤微電子將聯合進一步推動國產自主IGBT產品的大批量生產。 [2IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。靜安區選擇IGBT模塊設計
平面低電感封裝技術是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB,用于艦艇上的導彈發射裝置。靜安區選擇IGBT模塊設計
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。當選擇這些驅動電路時,必須基于以下的參數來進行:器件關斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因為IGBT柵極- 發射極阻抗大,故可使用MOSFET驅動技術進行觸發,不過由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大,故IGBT的關斷偏壓應該比許多MOSFET驅動電路提供的偏壓更高。IGBT的開關速度低于MOSFET,但明顯高于GTR。IGBT在關斷時不需要負柵壓來減少關斷時間,但關斷時間隨柵極和發射極并聯電阻的增加而增加。IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當。IGBT導通時的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近,飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。靜安區選擇IGBT模塊設計
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