不论漏极-源极电压VDS之间加多大或什么极性的电压,总有一个pn结处于反偏状态,漏、源极间没有导电沟道,器件无法导通。但如果VGS正向足够大,此时栅极G和衬底p之间的绝缘层中会产生一个电场,方向从栅极指向衬底,电子在该电场的作用下聚集在栅氧下表面,形成一个N型薄层(一般为几个nm),连通左右两个N+区,形成导通沟道,如图中黄域所示。当VDS>0V时,N-MOSFET管导通,器件工作。了解完以PNP为例的BJT结构和以N-MOSFET为例的MOSFET结构之后,我们再来看IGBT的结构图↓IGBT内部结构及符号黄块表示IGBT导通时形成的沟道。首先看黄色虚线部分,细看之下是不是有一丝熟悉之感?这部分结构和工作原理实质上和上述的N-MOSFET是一样的。当VGE>0V,VCE>0V时,IGBT表面同样会形成沟道,电子从n区出发、流经沟道区、注入n漂移区,n漂移区就类似于N-MOSFET的漏极。蓝色虚线部分同理于BJT结构,流入n漂移区的电子为PNP晶体管的n区持续提供电子,这就保证了PNP晶体管的基极电流。我们给它外加正向偏压VCE,使PNP正向导通,IGBT器件正常工作。这就是定义中为什么说IGBT是由BJT和MOSFET组成的器件的原因。此外,图中我还标了一个红色部分。 GBT是能源变换与传输的中心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家战略性新兴产业。云南SEMIKRON西门康IGBT模块推荐货源
广泛应用在斩波或逆变电路中,如轨道交通、电动汽车、风力和光伏发电等电力系统以及家电领域。此外,半导体功率模块主要包括igbt器件和fwd,在实际应用中,为了保证半导体功率模块能够保证安全、可靠的工作,通常在半导体功率模块的dcb板上增加电流传感器以及温度传感器,以对半导体功率模块中的器件进行过电流和温度的实时监控,方便电路进行保护。现有技术中主要通过在igbt器件芯片内集成电流传感器,并利用镜像电流检测原理实现电流的实时监控,例如,对于图2中的电流敏感器件,在igbt器件芯片有源区内按照一定面积比如1:1000,隔离开1/1000的源区金属电极作为电流检测的电流传感器1,该电流传感器1的集电极和栅极与主工作区是共用,发射极则是分开的,因此,在电流传感器1的源区金属上引出电流以测试电极,并在外电路中检测测试电极中的电流,从而检测器件工作中电流状态。但是,在上述镜像电流检测中,受发射极引线的寄生电阻和电感产生的阻抗的影响,电流检测精度会降低,因此,现有方法主要采用kelvin连接,如图3所示,当栅极高电平时,电流传感器1与主工作区分别流过电流,电流传感器1的电流流过检测电阻40到主工作区发射区金属后通过主工作区发射极引线到地。 浙江代理SEMIKRON西门康IGBT模块随着节能环保等理念的推进,此类产品在市场上将越来越多见。
将igbt模块中双极型三极管bjt的集电极和绝缘栅型场效应管mos的漏电极断开,并替代包含镜像电流测试的电路中的取样igbt,从而得到包含无栅极驱动的电流检测的igbt芯片的等效测试电路,即图5中的igbt芯片结构,从而得到第二发射极单元201和第三发射极单元202,此时,bjt的集电极单独引出,即第二发射极单元201,作为测试电流的等效电路,电流检测区域20只取bjt的空穴电流作为检测电流,且,空穴电流与工作区域10的工作电流成比例关系,从而通过检测电流检测区域20中的电流即可得到igbt芯片的工作区域10的电流,避免了现有方法中栅极对地电位变化造成的偏差,提高了检测电流的精度。此外,在第1表面上,电流检测区域20设置在工作区域10的边缘区域,且,电流检测区域20的面积小于工作区域10的面积。此外,igbt芯片为沟槽结构的igbt芯片,在电流检测区域20和工作区域10的对应位置内分别设置多个沟槽,可选的,电流检测区域20和工作区域10可以同时设置有多个沟槽,或者,工作区域10设置有多个沟槽,本发明实施例对此不作限制说明。以及,当设置有沟槽时,在每个沟槽内还填充有多晶硅。此外,在第1表面和第二表面之间,还设置有n型耐压漂移层和导电层。
晶闸管等元件通过整流来实现。除此之外整流器件还有很多,如:可关断晶闸管GTO,逆导晶闸管,双向晶闸管,整流模块,功率模块IGBT,SIT,MOSFET等等,这里只探讨晶闸管。晶闸管又名可控硅,通常人们都叫可控硅。是一种功率半导体器件,由于它效率高,控制特性好,寿命长,体积小等优点,自上个世纪六十长代以来,获得了迅猛发展,并已形成了一门单独的学科。“晶闸管交流技术”。晶闸管发展到,在工艺上已经非常成熟,品质更好,成品率大幅提高,并向高压大电流发展。目前国内晶闸管大额定电流可达5000A,国外更大。我国的韶山电力机车上装载的都是我国自行研制的大功率晶闸管。晶闸管的应用:一、可控整流如同二极管整流一样,可以把交流整流为直流,并且在交流电压不变的情况下,方便地控制直流输出电压的大小即可控整流,实现交流——可变直流二、交流调压与调功利用晶闸管的开关特性代替老式的接触调压器、感应调压器和饱和电抗器调压。为了消除晶闸管交流调压产生的高次谐波,出现了一种过零触发,实现负载交流功率的无级调节即晶闸管调功器。交流——可变交流。三、逆变与变频直流输电:将三相高压交流整流为高压直流,由高压直流远距离输送以减少损耗。 封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。
西门康IGBT正是作为顺应这种要求而开发的,它是由MOSFET(输入级)和PNP晶体管(输出级)复合而成的一种器件,既有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的特点(控制和响应),又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点(功率级较为耐用),频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十KHz频率范围内。基于这些优异的特性,西门康IGBT一直***使用在超过300V电压的应用中,模块化的西门康IGBT可以满足更高的电流传导要求,其应用领域不断提高,今后将有更大的发展。IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。云南SEMIKRON西门康IGBT模块推荐货源
当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块。云南SEMIKRON西门康IGBT模块推荐货源
西门康IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)结构和工作原理绝缘栅双极型晶体管是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。西门康IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。在西门康IGBT得到大力发展之前,功率场效应管MOSFET被用于需要快速开关的中低压场合,晶闸管、GTO被用于中高压领域。MOSFET虽然有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好、驱动电路简单的优点;但是,在200V或更高电压的场合,MOSFET的导通电阻随着击穿电压的增加会迅速增加,使得其功耗大幅增加,存在着不能得到高耐压、大容量元件等缺陷。双极晶体管具有优异的低正向导通压降特性,虽然可以得到高耐压、大容量的元件,但是它要求的驱动电流大,控制电路非常复杂,而且交换速度不够快。 云南SEMIKRON西门康IGBT模块推荐货源
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