西門康IGBT正是作為順應這種要求而開發(fā)的,它是由MOSFET(輸入級)和PNP晶體管(輸出級)復合而成的一種器件,既有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的特點(控制和響應),又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(功率級較為耐用),頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間,可正常工作于幾十KHz頻率范圍內。基于這些優(yōu)異的特性,西門康IGBT一直***使用在超過300V電壓的應用中,模塊化的西門康IGBT可以滿足更高的電流傳導要求,其應用領域不斷提高,今后將有更大的發(fā)展。IGBT的驅動方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N-溝道MOSFET,所以具有高輸入阻抗特性。廣東貿易西門康IGBT模塊品牌
西門康IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)結構和工作原理絕緣柵雙極型晶體管是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。西門康IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點,驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。在西門康IGBT得到大力發(fā)展之前,功率場效應管MOSFET被用于需要快速開關的中低壓場合,晶閘管、GTO被用于中高壓領域。MOSFET雖然有開關速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好、驅動電路簡單的優(yōu)點;但是,在200V或更高電壓的場合,MOSFET的導通電阻隨著擊穿電壓的增加會迅速增加,使得其功耗大幅增加,存在著不能得到高耐壓、大容量元件等缺陷。雙極晶體管具有優(yōu)異的低正向導通壓降特性,雖然可以得到高耐壓、大容量的元件,但是它要求的驅動電流大,控制電路非常復雜,而且交換速度不夠快。天津品質西門康IGBT模塊供應商它與GTR 的輸出特性相似.也可分為飽和區(qū)1 、放大區(qū)2 和擊穿特性3 部分。
本發(fā)明實施例還提供了一種半導體功率模塊,如圖15所示,半導體功率模塊50配置有上述igbt芯片51,還包括驅動集成塊52和檢測電阻40。具體地,如圖16所示,igbt芯片51設置在dcb板60上,驅動集成塊52的out端口通過模塊引線端子521與igbt芯片51中公共柵極單元100連接,以便于驅動工作區(qū)域10和電流檢測區(qū)域20工作;si端口通過模塊引線端子521與檢測電阻40連接,用于獲取檢測電阻40上的電壓;以及,gnd端口通過模塊引線端子521與電流檢測區(qū)域的第1發(fā)射極單元101引出的導線522連接,檢測電阻40的另一端還分別與電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元201和接地區(qū)域連接,從而通過si端口獲取檢測電阻40上的測量電壓,并根據(jù)該測量電壓檢測工作區(qū)域的工作電流。本發(fā)明實施例提供的半導體功率模塊,設置有igbt芯片,其中,igbt芯片上設置有:工作區(qū)域、電流檢測區(qū)域和接地區(qū)域;其中,igbt芯片還包括第1表面和第二表面,且,第1表面和第二表面相對設置;第1表面上設置有工作區(qū)域和電流檢測區(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。
一個空穴電流(雙極)。當UCE大于開啟電壓UCE(th),MOSFET內形成溝道,為晶體管提供基極電流,IGBT導通。2)導通壓降電導調制效應使電阻RN減小,通態(tài)壓降小。所謂通態(tài)壓降,是指IGBT進入導通狀態(tài)的管壓降UDS,這個電壓隨UCS上升而下降。3)關斷當在柵極施加一個負偏壓或柵壓低于門限值時,溝道被禁止,沒有空穴注入N-區(qū)內。在任何情況下,如果MOSFET的電流在開關階段迅速下降,集電極電流則逐漸降低,這是閡為換向開始后,在N層內還存在少數(shù)的載流子(少于)。這種殘余電流值(尾流)的降低,完全取決于關斷時電荷的密度,而密度又與幾種因素有關,如摻雜質的數(shù)量和拓撲,層次厚度和溫度。少子的衰減使集電極電流具有特征尾流波形。集電極電流將引起功耗升高、交叉導通問題,特別是在使用續(xù)流二極管的設備上,問題更加明顯。鑒于尾流與少子的重組有關,尾流的電流值應與芯片的Tc、IC:和uCE密切相關,并且與空穴移動性有密切的關系。因此,根據(jù)所達到的溫度,降低這種作用在終端設備設計上的電流的不理想效應是可行的。當柵極和發(fā)射極間施加反壓或不加信號時,MOSFET內的溝道消失,晶體管的基極電流被切斷,IGBT關斷。4)反向阻斷當集電極被施加一個反向電壓時,J。高壓領域的許多應用中,要求器件的電壓等級達到10KV以上,目前只能通過IGBT高壓串聯(lián)等技術來實現(xiàn)高壓應用。
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管),是由BJT(雙極結型晶體三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型-電壓驅動式-功率半導體器件,其具有自關斷的特征。簡單講,是一個非通即斷的開關,IGBT沒有放大電壓的功能,導通時可以看做導線,斷開時當做開路。IGBT融合了BJT和MOSFET的兩種器件的優(yōu)點,如驅動功率小和飽和壓降低等。IGBT模塊是由IGBT與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品,具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點。IGBT是能源轉換與傳輸?shù)钠骷?,是電力電子裝置的“CPU”。采用IGBT進行功率變換,能夠提高用電效率和質量,具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點,是解決能源短缺問題和降低碳排放的關鍵支撐技術。IGBT是以GTR為主導元件,MOSFET為驅動元件的達林頓結構的復合器件。其外部有三個電極,分別為G-柵極,C-集電極,E-發(fā)射極。在IGBT使用過程中,可以通過控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小,從而實現(xiàn)對IGBT導通/關斷/阻斷狀態(tài)的控制。1)當IGBT柵-射極加上加0或負電壓時,MOSFET內溝道消失,IGBT呈關斷狀態(tài)。2)當集-射極電壓UCE<0時,J3的PN結處于反偏,IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。3)當集-射極電壓UCE>0時。這些IGBT是汽車級別的,屬于特種模塊,價格偏貴。天津品質西門康IGBT模塊供應商
在IGBT 導通后的大部分漏極電流范圍內, Id 與Ugs呈線性關系。廣東貿易西門康IGBT模塊品牌
晶閘管的正向漏電流比一般硅二極管反向漏電流大,且隨著管子正向陽極電壓升高而增大。當陽極電壓升到足夠大時,會使晶閘管導通,稱為正向轉折或“硬開通”。多次硬開通會損壞管子。2.晶閘管加上正向陽極電壓后,還必須加上觸發(fā)電壓,并產生足夠的觸發(fā)電流,才能使晶閘管從阻斷轉為導通。觸發(fā)電流不夠時,管子不會導通,但此時正向漏電流隨著增大而增大。晶閘管只能穩(wěn)定工作在關斷和導通兩個狀態(tài),沒有中間狀態(tài),具有雙穩(wěn)開關特性。是一種理想的無觸點功率開關元件。3.晶閘管一旦觸發(fā)導通,門極完全失去控制作用。要關斷晶閘管,必須使陽極電流《維持電流,對于電阻負載,只要使管子陽極電壓降為零即可。為了保證晶閘管可靠迅速關斷,通常在管子陽極電壓互降為零后,加上一定時間的反向電壓。晶閘管主要特性參數(shù)1.正反向重復峰值電壓——額定電壓(VDRM、VRRM取其小者)2.額定通態(tài)平均電流IT(AV)——額定電流(正弦半波平均值)3.門極觸發(fā)電流IGT,門極觸發(fā)電壓UGT,(受溫度變化)4.通態(tài)平均電壓UT(AV)即管壓降5.維持電流IH與掣住電流IL6.開通與關斷時間晶閘管合格證基本參數(shù)IT(AV)=A。廣東貿易西門康IGBT模塊品牌
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