表1 IGBT門極驅(qū)動條件與器件特性的關系由于IGBT的開關特性和安全工作區(qū)隨著柵極驅(qū)動電路的變化而變化,因而驅(qū)動電路性能的好壞將直接影響IGBT能否正常工作。為使IGBT能可靠工作。IGBT對其驅(qū)動電路提出了以下要求。1)向IGBT提供適當?shù)恼驏艍?。并且在IGBT導通后。柵極驅(qū)動電路提供給IGBT的驅(qū)動電壓和電流要有足夠的幅度,使IGBT的功率輸出級總處于飽和狀態(tài)。瞬時過載時,柵極驅(qū)動電路提供的驅(qū)動功率要足以保證IGBT不退出飽和區(qū)。IGBT導通后的管壓降與所加柵源電壓有關,在漏源電流一定的情況下,VGE越高,VDS值就越低,器件的導通損耗就越小,這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。但是, VGE并非越高越好,一般不允許超過20 V,原因是一旦發(fā)生過流或短路,柵壓越高,則電流幅值越高,IGBT損壞的可能性就越大。通常,綜合考慮取+15 V為宜。電導調(diào)制效應使電阻RN減小,使通態(tài)壓降小。青浦區(qū)銷售IGBT模塊聯(lián)系人

IGBT 的開關特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關系。IGBT 處于導通態(tài)時,由于它的PNP 晶體管為寬基區(qū)晶體管,所以其B 值極低。盡管等效電路為達林頓結(jié)構,但流過MOSFET 的電流成為IGBT 總電流的主要部分。由于N+ 區(qū)存在電導調(diào)制效應,所以IGBT 的通態(tài)壓降小,耐壓1000V的IGBT 通態(tài)壓降為2 ~ 3V 。IGBT 處于斷態(tài)時,只有很小的泄漏電流存在。 [1]動態(tài)特性IGBT 在開通過程中,大部分時間是作為MOSFET 來運行的,只是在漏源電壓Uds 下降過程后期, PNP 晶體管由放大區(qū)至飽和,又增加了一段延遲時間。td(on) 為開通延遲時間, tri 為電流上升時間。實際應用中常給出的漏極電流開通時間ton 即為td (on) tri 之和。漏源電壓的下降時間由tfe1 和tfe2 組成。長寧區(qū)銷售IGBT模塊廠家現(xiàn)貨裝IGBT模塊的容器,應選用不帶靜電的容器。

1979年,MOS柵功率開關器件作為IGBT概念的先驅(qū)即已被介紹到世間。這種器件表現(xiàn)為一個類晶閘管的結(jié)構(P-N-P-N四層組成),其特點是通過強堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵。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。[2]在那個時候,硅芯片的結(jié)構是一種較厚的NPT(非穿通)型設計。后來,通過采用PT(穿通)型結(jié)構的方法得到了在參數(shù)折衷方面的一個***改進,這是隨著硅片上外延的技術進步,以及采用對應給定阻斷電壓所設計的n+緩沖層而進展的[3]。幾年當中,這種在采用PT設計的外延片上制備的DMOS平面柵結(jié)構,其設計規(guī)則從5微米先進到3微米。
IGBT功率模塊是以絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)構成的功率模塊。由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構,IGBT的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實現(xiàn)電隔離,具有出色的器件性能。廣泛應用于伺服電機、變頻器、變頻家電等領域。IGBT功率模塊是電壓型控制,輸入阻抗大,驅(qū)動功率小,控制電路簡單,開關損耗小,通斷速度快,工作頻率高,元件容量大等優(yōu)點。實質(zhì)是個復合功率器件,它集雙極型功率晶體管和功率MOSFET的優(yōu)點于一體化。又因先進的加工技術使它通態(tài)飽和電壓低,開關頻率高(可達20khz),這兩點非常顯著的特性,**近西門子公司又推出低飽和壓降(2.2v)的npt-IGBT性能更佳,相繼東芝、富士、ir,摩托羅拉亦已在開發(fā)研制新品種。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點,驅(qū)動功率小而飽和壓降低。

這次從穿通(PT)型技術先進到非穿通(NPT)型技術,是**基本的,也是很重大的概念變化。這就是:穿通(PT)技術會有比較高的載流子注入系數(shù),而由于它要求對少數(shù)載流子壽命進行控制致使其輸運效率變壞。另一方面,非穿通(NPT)技術則是基于不對少子壽命進行殺傷而有很好的輸運效率,不過其載流子注入系數(shù)卻比較低。進而言之,非穿通(NPT)技術又被軟穿通(LPT)技術所代替,它類似于某些人所謂的“軟穿通”(SPT)或“電場截止”(FS)型技術,這使得“成本—性能”的綜合效果得到進一步改善。1996年,CSTBT(載流子儲存的溝槽柵雙極晶體管)使第5代IGBT模塊得以實現(xiàn)[6],它采用了弱穿通(LPT)芯片結(jié)構,又采用了更先進的寬元胞間距的設計。包括一種“反向阻斷型”(逆阻型)功能或一種“反向?qū)ㄐ汀?逆導型)功能的IGBT器件的新概念正在進行研究,以求得進一步優(yōu)化。柵射極間施加反壓或不加信號時,MOSFET內(nèi)的溝道消失,晶體管的基極電流被切斷,IGBT關斷。長寧區(qū)銷售IGBT模塊廠家現(xiàn)貨
由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構,IGBT的柵極通過一層氧化膜與發(fā)射極實現(xiàn)電隔離。青浦區(qū)銷售IGBT模塊聯(lián)系人
IGBT功率模塊采用IC驅(qū)動,各種驅(qū)動保護電路,高性能IGBT芯片,新型封裝技術,從復合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流發(fā)展,其產(chǎn)品水平為1200—1800A/1800—3300V,IPM除用于變頻調(diào)速外,600A/2000V的IPM已用于電力機車VVVF逆變器。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(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術組裝PEBB,**降低電路接線電感,提高系統(tǒng)效率,現(xiàn)已開發(fā)成功第二代IPEM,其中所有的無源元件以埋層方式掩埋在襯底中。智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱點。青浦區(qū)銷售IGBT模塊聯(lián)系人
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