<pre id="6m4dy"><label id="6m4dy"><menu id="6m4dy"></menu></label></pre><track id="6m4dy"></track>
    <table id="6m4dy"><strike id="6m4dy"></strike></table>
      1. <pre id="6m4dy"></pre>
      2. <center id="6m4dy"></center>

        <p id="6m4dy"><del id="6m4dy"><xmp id="6m4dy"></xmp></del></p>

        <pre id="6m4dy"></pre><tr id="6m4dy"></tr>

      3. IGBT到底是啥?

        2024-05-06 08:37:25·  來源:電控知識搬運工
         

        1.  IGBT簡介

        IGBT,全稱絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor),是一個結合了MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)和BJT(雙極型晶體管)特點的復合器件。IGBT既不是純粹的MOSFET,也不是純粹的BJT,而是兩者的優勢融合。IGBT通過MOSFET的柵極電壓控制BJT的導通與關斷,從而實現了高輸入阻抗和大電流的特點。MOSFET的柵極電壓控制提供了低驅動功率,而BJT的雙載流子特性則實現了低導通壓降。


        2.  傳統MOSFET


        圖片


        為了理解IGBT,我們先來探討一下功率MOSFET(Power MOSFET)的結構和工作原理。

        高電壓:為了實現高電壓,Power MOSFET采用了特殊的結構。Gate端通過場氧墊隔離與漏極的距離,Bulk端的PN結擊穿通過降低PN結兩邊的濃度來防止,而Source端則需要一個長長的漂移區來作為漏極串聯電阻分壓。




        大電流:Power MOSFET的溝道長度由兩次擴散的結深差來控制,可以做得很小且不受光刻精度的限制。器件的電流取決于寬度與長度的比例(W/L),因此要提高電流,只需要提高寬度(W)即可。




        結構:Power MOSFET也叫做LDMOS(橫向雙擴散MOS),但由于其源、柵、漏三端都在表面,因此漏極與源極之間需要較大的間距。


        雖然Power MOSFET能夠實現大功率要求,但它仍然有其固有的缺點,如源、柵、漏三端都在表面,導致漏極與源極需要較大的間距。而IGBT的出現,正是為了克服這些缺點,提供更高效、更可靠的解決方案。



        3. IGBT結構與原理


        圖片



        1)IGBT的基本結構


        IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)從結構上看,與Power MOSFET非常接近,但在其背面的漏電極增加了一個P+層,我們稱之為Injection Layer。這個P+層的引入,使得IGBT在導通時,除了MOSFET的電子外,還能從漏端注入空穴,從而實現兩種載流子(電子和空穴)參與導電,大大提高了其電流驅動能力。

        2)IGBT工作原理

        導電機制:IGBT在導通時,電子從源極(Source)注入,并通過MOSFET的溝道流向漏極(Drain)。同時,由于P+層的存在,空穴從漏極注入并參與導電,形成類似于BJT(雙極型晶體管)的導電機制。




        Latch-up問題:由于IGBT的結構類似于PNPN的Thyristor(晶閘管),存在潛在的Latch-up問題。為了避免Latch-up,需要控制Rs,使得α1+α2<1。




        關斷特性:當IGBT關斷時,溝道很快關斷,多子電流消失。但由于空穴的注入效應,Collector(Drain)端仍有少子空穴注入,導致器件的電流需要慢慢才能關閉(拖尾電流)。為了提高關斷頻率,引入了PT-IGBT(Punch Through型)結構,在P+與N-drift之間加入N+buffer層,使空穴在N+buffer層迅速復合。

        3)IGBT類型

        NPT-IGBT:沒有N+buffer層的IGBT。由于其P+襯底較薄,空穴注入較少,因此NPT-IGBT通常具有正溫度系數。




        PT-IGBT:在P+與N-drift之間加入N+buffer層的IGBT。PT-IGBT的關斷頻率更高,但Vce(sat)(飽和壓降)通常較NPT-IGBT高。




        4. IGBT新技術


        隨著電力電子技術的不斷發展,IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)也在持續進化,以滿足日益增長的高功率和高效率需求。以下是兩種IGBT的新技術:

        1)場截止FS-IGBT

        傳統的PT-IGBT和NPT-IGBT結構在追求高功率時都面臨一定的挑戰。為了降低Vce(sat)和Ron(導通電阻),需要減少N-drift層的厚度。然而,N-drift層太薄容易導致溝道穿通。為了解決這個問題,FS-IGBT(場截止FS-IGBT)技術應運而生。

        FS-IGBT在P+注入層與N-drift層之間引入了一個N+場截止層(Field Stop, FS)。當IGBT處于關閉狀態時,電場在截止層內迅速降低到0,從而有效限制了N-drift層的厚度,進一步降低了Ron和Vce。此外,這種結構與PT-IGBT中的N+ buffer層類似,也能有效抑制關閉狀態下的拖尾電流,提高關閉速度。

        與PT-IGBT相比,FS-IGBT的制作工藝更為簡單且成本較低。它是在NPT-IGBT的基礎上直接在背面打入高濃度的N+截止層,而PT-IGBT則需要通過兩層外延生長(EPI)工藝來制作N+ buffer和N-Drift層,成本較高。

        2)陽極短接(SA: Shorted-Anode)技術

        陽極短接技術通過在N+集電極中間歇插入P+集電極來實現。這樣,N+集電極可以直接接觸場截止層并用作PN二極管的陰極,而P+集電極則繼續作為FS-IGBT的集電極。這種結構不僅增強了電流特性,還改變了成本結構,因為不再需要共封裝反并聯二極管。

         

        實驗證明,采用陽極短接技術的IGBT可以提高飽和電流并降低飽和壓降約12%。這為高功率應用提供了更為高效和經濟的解決方案。


         
        沦为公妓的清纯校花h_日本xx18一19_国产在线拍揄自揄视精品_艳乳欲仙欲死在线观看

        <pre id="6m4dy"><label id="6m4dy"><menu id="6m4dy"></menu></label></pre><track id="6m4dy"></track>
          <table id="6m4dy"><strike id="6m4dy"></strike></table>
            1. <pre id="6m4dy"></pre>
            2. <center id="6m4dy"></center>

              <p id="6m4dy"><del id="6m4dy"><xmp id="6m4dy"></xmp></del></p>

              <pre id="6m4dy"></pre><tr id="6m4dy"></tr>