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Qual è la relazione tra la perdita di commutazione e le prestazioni del modulo IGBT?
2022-03-17
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Qual è la relazione tra la perdita di commutazione e le prestazioni del modulo IGBT?
Nello sviluppo degli IGBT, sono necessari dispositivi di commutazione di potenza per ridurre le perdite, migliorare l'efficienza e migliorare le prestazioni. Le perdite degli interruttori possono essere suddivise in due categorie, una è le perdite dei dispositivi con stato acceso normale; L'altro è la perdita di commutazione dallo stato acceso allo stato spento (dallo stato spento allo stato acceso). Le principali caratteristiche tecniche dell'IGBT sono le caratteristiche della tensione di saturazione collettore-emettitore VCE(sat) e le caratteristiche di commutazione tf (la somma del tempo di spegnimento toff e del tempo di accensione ton). Le prestazioni di rottura dell'IGBT dipendono dalle prestazioni di blocco, dalle prestazioni di cortocircuito e dalle prestazioni di/dt e dv/dt.
?(1) Tecnologia per migliorare le caratteristiche di commutazione
La tecnologia sviluppata per migliorare le caratteristiche di commutazione mira principalmente a ottimizzare la concentrazione e lo spessore dello strato, ridurre le lacune che diventano portatori e ridurre la corrente di coda del collettore unica dell'IGBT. Ottimizzando il pattern delle celle, l'impedenza di ingresso RG viene ridotta e il tempo di carica e scarica di alcune porte del MOSFET di potenza viene aumentato. Sulla base dell'aumento della velocità dei dispositivi di potenza, la tecnologia adottata è quella di ridurre la vita del trasportatore. Come metodi di limitazione della vita, vengono comunemente utilizzati il metodo di diffusione dei metalli pesanti e il metodo di irradiazione con raggi elettronici. Controllando la durata di vita, è possibile controllare le caratteristiche di spegnimento della corrente del collettore IGBT Ic. Riducendo la capacità di gate del MOSFET di potenza è possibile accelerare i tempi di carica e scarica.
(2) Ridurre la tecnologia VCE
La tecnologia di riduzione del VCE(sat) consiste nel ridurre la parte di resistenza ottimizzando la concentrazione, lo spessore e la profondità dello strato e nel migliorare la densità di corrente per unità di area mediante raffinamento, in modo da ottimizzare il rapporto tra Lg e Ls, aumentare l'area del chip unitario dello strato di inversione (canale) del MOSFET di potenza e ridurre la resistenza del canale.
Utilizzando una tecnologia delle caratteristiche di commutazione migliorata e aumentando il limite di durata, le caratteristiche di commutazione possono essere accelerate. Nell'IGBT, VCE(sat) è correlato alla caratteristica di commutazione tf. Con l'aiuto del controllo del tempo di vita, in questa relazione è possibile trovare qualsiasi stato lavorativo richiesto.
(3) Tecnologia per migliorare le prestazioni
Per migliorare le prestazioni di breakdown dell'IGBT, è stata adottata la tecnologia di miglioramento delle prestazioni dell'IGBT, che sopprime il lavoro del transistor NPN parassita nell'IGBT e la concentrazione del campo elettrico e della corrente nell'IGBT, migliorando così.了IGBT 的击穿性能.
Nello sviluppo degli IGBT, sono necessari dispositivi di commutazione di potenza per ridurre le perdite, migliorare l'efficienza e migliorare le prestazioni. Le perdite degli interruttori possono essere suddivise in due categorie, una è le perdite dei dispositivi con stato acceso normale; L'altro è la perdita di commutazione dallo stato acceso allo stato spento (dallo stato spento allo stato acceso). Le principali caratteristiche tecniche dell'IGBT sono le caratteristiche della tensione di saturazione collettore-emettitore VCE(sat) e le caratteristiche di commutazione tf (la somma del tempo di spegnimento toff e del tempo di accensione ton). Le prestazioni di rottura dell'IGBT dipendono dalle prestazioni di blocco, dalle prestazioni di cortocircuito e dalle prestazioni di/dt e dv/dt.
La tecnologia sviluppata per migliorare le caratteristiche di commutazione mira principalmente a ottimizzare la concentrazione e lo spessore dello strato, ridurre le lacune che diventano portatori e ridurre la corrente di coda del collettore unica dell'IGBT. Ottimizzando il pattern delle celle, l'impedenza di ingresso RG viene ridotta e il tempo di carica e scarica di alcune porte del MOSFET di potenza viene aumentato. Sulla base dell'aumento della velocità dei dispositivi di potenza, la tecnologia adottata è quella di ridurre la vita del trasportatore. Come metodi di limitazione della vita, vengono comunemente utilizzati il metodo di diffusione dei metalli pesanti e il metodo di irradiazione con raggi elettronici. Controllando la durata di vita, è possibile controllare le caratteristiche di spegnimento della corrente del collettore IGBT Ic. Riducendo la capacità di gate del MOSFET di potenza è possibile accelerare i tempi di carica e scarica.
(2) Ridurre la tecnologia VCE
La tecnologia di riduzione del VCE(sat) consiste nel ridurre la parte di resistenza ottimizzando la concentrazione, lo spessore e la profondità dello strato e nel migliorare la densità di corrente per unità di area mediante raffinamento, in modo da ottimizzare il rapporto tra Lg e Ls, aumentare l'area del chip unitario dello strato di inversione (canale) del MOSFET di potenza e ridurre la resistenza del canale.
Utilizzando una tecnologia delle caratteristiche di commutazione migliorata e aumentando il limite di durata, le caratteristiche di commutazione possono essere accelerate. Nell'IGBT, VCE(sat) è correlato alla caratteristica di commutazione tf. Con l'aiuto del controllo del tempo di vita, in questa relazione è possibile trovare qualsiasi stato lavorativo richiesto.
(3) Tecnologia per migliorare le prestazioni
Per migliorare le prestazioni di breakdown dell'IGBT, è stata adottata la tecnologia di miglioramento delle prestazioni dell'IGBT, che sopprime il lavoro del transistor NPN parassita nell'IGBT e la concentrazione del campo elettrico e della corrente nell'IGBT, migliorando così.了IGBT 的击穿性能.
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