絕緣柵雙極晶體管(igbt模塊)

2022-04-01

igbt模塊(InsulatedGateBipolarTransistor)是MOS構造雙極元器件,屬于具備功率MOSFET的高速性能與雙極的低電阻性能的功率器件。igbt模塊的用范圍通常都是在耐壓600V以上、電流10A以上、頻率為1kHz以上的區域。多用在工業用電機、民用小容量電機、變換器(逆變器)、照像機的頻閃觀測器、感應加熱(InductionHeating)電飯鍋等行業。

按照封裝的不同,igbt模塊大體上分成2種類型,1種是模壓樹脂密封的三端單體封裝型,從TO-3P到小型表層貼裝都已形成系列。另一種是把igbt模塊與FWD(FleeWheelDiode)成對地(2或6組)封裝起來的模塊型,主要用在工業上。模塊的類型按照用途的不同,分成多種形狀及封裝方式,都已形成系列化。

igbt模塊是強電流、高壓用和快速終端設備用垂直功率MOSFET的自然進化。MOSFET由于實現1個較高的擊穿電壓BVDSS需要1個源漏通道,而這個通道卻具備很高的電阻率,因而造成功率MOSFET具備RDS(on)數值高的特征,igbt模塊消除了現有功率MOSFET的這些主要缺點。

盡管新一代功率MOSFET元器件大幅度改善了RDS(on)特性,但在高電平時,功率導通耗損依然要比igbt模塊高出很多。igbt模塊較低的壓降,轉換成1個低VCE(sat)的能力,以及igbt模塊的構造,與同一個標準雙極元器件相比,可支持更高電流密度,并簡化igbt模塊驅動器的原理圖。

igbt模塊的構造與工作原理

圖1所示為1個N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管構造,N+區稱為源區,附于其上的電極稱為源極。N+區稱為漏區。元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模塊特有的功能區,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,以降低元器件的通態電壓。附于漏注入區上的電極稱為漏極。

igbt模塊的開關作用是通過加正方向柵極電壓生成溝道,給PNP晶體管供應基極電流,使igbt模塊導通。反過來,加反方向門極電壓消除溝道,流經反方向基極電流,使igbt模塊斷開。igbt模塊的驅動方式和MOSFET基本一致,只需控制輸入極N一溝道MOSFET,所以具備高輸入阻抗特性。當MOSFET的溝道生成后,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,減少N一層的電阻,使igbt模塊在高電壓時,也具備低的通態電壓。

以上就是傳承電子對絕緣柵雙極晶體管(igbt模塊)的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商,為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。

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