河北SEMIKRON西门康IGBT模块

    分两种情况：②若栅-射极电压UGE＜Uth，沟道不能形成，IGBT呈正向阻断状态。②若栅-射极电压UGE＞Uth，栅极沟道形成，IGBT呈导通状态（正常工作）。此时，空穴从P+区注入到N基区进行电导调制，减少N基区电阻RN的值，使IGBT通态压降降低。IGBT各世代的技术差异回顾功率器件过去几十年的发展，1950-60年代双极型器件SCR,GTR,GTO，该时段的产品通态电阻很小；电流控制，控制电路复杂且功耗大；1970年代单极型器件VD-MOSFET。但随着终端应用的需求，需要一种新功率器件能同时满足：驱动电路简单,以降低成本与开关功耗、通态压降较低，以减小器件自身的功耗。1980年代初,试图把MOS与BJT技术集成起来的研究，导致了IGBT的发明。1985年前后美国GE成功试制工业样品（可惜后来放弃）。自此以后，IGBT主要经历了6代技术及工艺改进。从结构上讲，IGBT主要有三个发展方向：1）IGBT纵向结构：非透明集电区NPT型、带缓冲层的PT型、透明集电区NPT型和FS电场截止型；2）IGBT栅极结构：平面栅机构、Trench沟槽型结构；3）硅片加工工艺：外延生长技术、区熔硅单晶；其发展趋势是：①降低损耗②降低生产成本总功耗＝通态损耗(与饱和电压VCEsat有关)+开关损耗(EoffEon)。 IGBT模块的电压规格与所使用装置的输入电源即试电电源电压紧密相关。河北SEMIKRON西门康IGBT模块

    作为工作区域10和电流检测区域20的公共集电极单元200。此外，当空穴收集区8内设置有沟槽时，如图10所示，此时空穴收集区8中的沟槽与空穴收集区电极金属3接触，即接触多晶硅13。可选的，在图7的基础上，图11为图7中的空穴收集区电极金属3按照b-b’方向的横截图，如图11所示，此时，电流检测区域20的空穴收集区8与空穴收集区电极金属3接触，且，与p阱区7连通；当空穴收集区8通过设置有多晶硅5的沟槽与p阱区7隔离时，横截面如图12所示，此时，如果工作区域10设置有多晶硅5的沟槽终止于空穴收集区8的边缘时，则横截面如图13所示，且，空穴收集区8内是不包含设置有多晶硅5的沟槽的情况。此外，当空穴收集区8内包含设置有多晶硅5的沟槽时，如图14所示，此时，空穴收集区8的沟槽通过p阱区7与工作区域10内的设置有多晶硅5的沟槽隔离，这里空穴收集区8的沟槽与公共集电极金属接触并重合。因此，本发明实施例提供的一种igbt芯片，在电流检测区域20内没有开关控制电级，即使有沟槽mos结构，沟槽中的多晶硅5也与公共集电极单元200接触，且，与公共栅极单元100绝缘。又由于电流检测区域20中的空穴收集区8为p型区，可以与工作区域10的p阱区7在芯片横向上联通为一体。 河北SEMIKRON西门康IGBT模块普通的交流220V供电，使用600V的IGBT。

    igbt功率模块是以绝缘栅双极型晶体管（igbt）构成的功率模块。由于igbt模块为mosfet结构，igbt的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离，具有出色的器件性能。广泛应用于伺服电机，变频器，变频家电等领域。目录1特点2应用3注意事项4发展趋势IGBT功率模块特点编辑igbt功率模块是电压型控制，输入阻抗大，驱动功率小，控制电路简单，开关损耗小，通断速度快，工作频率高，元件容量大等优点。实质是个复合功率器件，它集双极型功率晶体管和功率mosfet的优点于一体化。又因先进的加工技术使它通态饱和电压低，开关频率高（可达20khz），这两点非常显着的特性，近西门子公司又推出低饱和压降（）的npt-igbt性能更佳，相继东芝、富士、ir,摩托罗拉亦己在开发研制新品种。IGBT功率模块应用编辑igbt是先进的第三代功率模块，工作频率1-20khz,主要应用在变频器的主回路逆变器及一切逆变电路，即dc/ac变换中。例电动汽车、伺服控制器、ups、开关电源、斩波电源、无轨电车等。问世迄今有十年多历史，几乎己替代一切其它功率器件，例，单个元件电压可达（pt结构）一（npt结构），电流可达。IGBT功率模块注意事项编辑a,栅极与任何导电区要绝缘，以免产生静电而击穿。

    公共栅极单元100与第1发射极单元101和第二发射极单元201之间通过刻蚀方式进行隔开；第二表面上设有工作区域10和电流检测区域20的公共集电极单元200；接地区域30则设置于第1发射极单元101内的任意位置处；电流检测区域20和接地区域30分别用于与检测电阻40连接，以使检测电阻40上产生电压，并根据电压检测工作区域10的工作电流。具体地，工作区域10和电流检测区域20具有公共栅极单元100和公共集电极单元200，此外，电流检测区域20还具有第二发射极单元201和第三发射极单元202，检测电阻40则分别与第二发射极单元201和接地区域30连接。此时，在电流检测过程中，工作区域10由公共栅极单元100提供驱动，以使公共集电极单元200上的电流ic通过第二发射极单元201达到检测电阻40，从而可以在检测电阻40上产生测试电压vs，进而可以根据该测试电压vs检测工作区域10的工作电流。因此，在上述电流检测过程中，电流检测区域20的第二发射极单元201相当于没有公共栅极单元100提供驱动，即对于igbt芯片的电子和空穴两种载流子形成的电流，电流检测区域20的第二发射极单元201只获取空穴形成的电流作为检测电流，从而避免了检测电流受公共栅极单元100的电压的影响。 IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。

    一个空穴电流（双极）。当UCE大于开启电压UCE(th），MOSFET内形成沟道，为晶体管提供基极电流，IGBT导通。2)导通压降电导调制效应使电阻RN减小，通态压降小。所谓通态压降，是指IGBT进入导通状态的管压降UDS，这个电压随UCS上升而下降。3)关断当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。在任何情况下，如果MOSFET的电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是阂为换向开始后，在N层内还存在少数的载流子（少于）。这种残余电流值（尾流）的降低，完全取决于关断时电荷的密度，而密度又与几种因素有关，如掺杂质的数量和拓扑，层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形。集电极电流将引起功耗升高、交叉导通问题，特别是在使用续流二极管的设备上，问题更加明显。鉴于尾流与少子的重组有关，尾流的电流值应与芯片的Tc、IC：和uCE密切相关，并且与空穴移动性有密切的关系。因此，根据所达到的温度，降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的。当栅极和发射极间施加反压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。4)反向阻断当集电极被施加一个反向电压时，J。 IGBT的开关速度低于MOSFET，但明显高于GTR。河北SEMIKRON西门康IGBT模块

高压领域的许多应用中，要求器件的电压等级达到10KV以上，目前只能通过IGBT高压串联等技术来实现高压应用。河北SEMIKRON西门康IGBT模块

    有无缓冲区决定了IGBT具有不同特性。有N*缓冲区的IGBT称为非对称型IGBT，也称穿通型IGBT。它具有正向压降小、犬断时间短、关断时尾部电流小等优点，但其反向阻断能力相对较弱。无N-缓冲区的IGBT称为对称型IGBT，也称非穿通型IGBT。它具有较强的正反向阻断能力，但它的其他特性却不及非对称型IGBT。如图2-42(b)所示的简化等效电路表明，IGBT是由GTR与MOSFET组成的达林顿结构，该结构中的部分是MOSFET驱动，另一部分是厚基区PNP型晶体管。五、IBGT的工作原理简单来说，IGBT相当于一个由MOSFET驱动的厚基区PNP型晶体管，它的简化等效电路如图2-42(b)所示，图中的RN为PNP晶体管基区内的调制电阻。从该等效电路可以清楚地看出，IGBT是用晶体管和MOSFET组成的达林顿结构的复合器件。冈为图中的晶体管为PNP型晶体管，MOSFET为N沟道场效应晶体管，所以这种结构的IGBT称为N沟道IIGBT，其符号为N-IGBT。类似地还有P沟道IGBT，即P-IGBT。IGBT的电气图形符号如图2-42(c)所示。IGBT是—种场控器件，它的开通和关断由栅极和发射极间电压UGE决定，当栅射电压UCE为正且大于开启电压UCE（th）时，MOSFET内形成沟道并为PNP型晶体管提供基极电流进而使IGBT导通，此时，从P+区注入N-的空穴。 河北SEMIKRON西门康IGBT模块