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Qual é a relação entre a perda da chave e o desempenho do módulo IGBT?
2022-03-17
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Qual é a relação entre perda de comutação e desempenho do módulo IGBT?
No desenvolvimento do IGBT, dispositivos de comutação de energia são necessários para reduzir perdas, melhorar a eficiência e melhorar o desempenho. As perdas dos interruptores podem ser divididas em duas categorias, uma são as perdas de dispositivos com estado normal ligado; A outra é a perda de comutação do estado ligado para o estado desligado (do estado desligado para o estado ligado). As principais características técnicas do IGBT são as características de tensão de saturação coletor-emissor VCE(sat) e as características de comutação tf (a soma do tempo desligado toff e do tempo ligado ton). O desempenho de ruptura do IGBT depende do desempenho de bloqueio, desempenho de curto-circuito, desempenho di/dt e dv/dt.
?(1) Tecnologia para melhorar as características de comutação
A tecnologia desenvolvida para melhorar as características de comutação visa principalmente otimizar a concentração e a espessura da camada, reduzir os buracos que se tornam portadores e reduzir a corrente de cauda do coletor exclusivo do IGBT. Ao otimizar o padrão da célula, a impedância de entrada RG é reduzida e o tempo de carga e descarga de algumas portas do MOSFET de potência é aumentado. Com base no aumento da velocidade dos dispositivos de potência, a tecnologia adotada visa encurtar a vida útil do portador. Como métodos de limitação de vida, o método de difusão de metais pesados e o método de irradiação de raios de elétrons são comumente usados. Ao controlar a vida útil, as características de desligamento da corrente do coletor IGBT Ic podem ser controladas. Reduzir a capacitância da porta do MOSFET de potência pode fazer com que o tempo de carga e descarga atinja alta velocidade.
(2) Reduzir a tecnologia VCE
A tecnologia de redução de VCE(sat) consiste em reduzir a parte de resistência otimizando a concentração, espessura e profundidade da camada, e melhorar a densidade de corrente por unidade de área por meio de refinamento, de modo a otimizar a relação de Lg para Ls, amplie a área do chip da unidade da camada de inversão (canal) do MOSFET de potência e reduza a resistência do canal.
Ao usar tecnologia aprimorada de características de comutação e aumentar o limite de vida, as características de comutação podem ser aceleradas. No IGBT, VCE(sat) é correlacionado com a característica de comutação tf. Com a ajuda do controle do tempo de vida, qualquer estado de funcionamento necessário pode ser encontrado nesse relacionamento.
(3) Tecnologia para melhorar o desempenho
Para melhorar o desempenho de ruptura do IGBT, foi adotada a tecnologia de melhoria de desempenho do IGBT, que suprime o trabalho do transistor NPN parasita no IGBT e a concentração de campo elétrico e corrente no IGBT, melhorando assim.了IGBT的击穿性能。
No desenvolvimento do IGBT, dispositivos de comutação de energia são necessários para reduzir perdas, melhorar a eficiência e melhorar o desempenho. As perdas dos interruptores podem ser divididas em duas categorias, uma são as perdas de dispositivos com estado normal ligado; A outra é a perda de comutação do estado ligado para o estado desligado (do estado desligado para o estado ligado). As principais características técnicas do IGBT são as características de tensão de saturação coletor-emissor VCE(sat) e as características de comutação tf (a soma do tempo desligado toff e do tempo ligado ton). O desempenho de ruptura do IGBT depende do desempenho de bloqueio, desempenho de curto-circuito, desempenho di/dt e dv/dt.
A tecnologia desenvolvida para melhorar as características de comutação visa principalmente otimizar a concentração e a espessura da camada, reduzir os buracos que se tornam portadores e reduzir a corrente de cauda do coletor exclusivo do IGBT. Ao otimizar o padrão da célula, a impedância de entrada RG é reduzida e o tempo de carga e descarga de algumas portas do MOSFET de potência é aumentado. Com base no aumento da velocidade dos dispositivos de potência, a tecnologia adotada visa encurtar a vida útil do portador. Como métodos de limitação de vida, o método de difusão de metais pesados e o método de irradiação de raios de elétrons são comumente usados. Ao controlar a vida útil, as características de desligamento da corrente do coletor IGBT Ic podem ser controladas. Reduzir a capacitância da porta do MOSFET de potência pode fazer com que o tempo de carga e descarga atinja alta velocidade.
(2) Reduzir a tecnologia VCE
A tecnologia de redução de VCE(sat) consiste em reduzir a parte de resistência otimizando a concentração, espessura e profundidade da camada, e melhorar a densidade de corrente por unidade de área por meio de refinamento, de modo a otimizar a relação de Lg para Ls, amplie a área do chip da unidade da camada de inversão (canal) do MOSFET de potência e reduza a resistência do canal.
Ao usar tecnologia aprimorada de características de comutação e aumentar o limite de vida, as características de comutação podem ser aceleradas. No IGBT, VCE(sat) é correlacionado com a característica de comutação tf. Com a ajuda do controle do tempo de vida, qualquer estado de funcionamento necessário pode ser encontrado nesse relacionamento.
(3) Tecnologia para melhorar o desempenho
Para melhorar o desempenho de ruptura do IGBT, foi adotada a tecnologia de melhoria de desempenho do IGBT, que suprime o trabalho do transistor NPN parasita no IGBT e a concentração de campo elétrico e corrente no IGBT, melhorando assim.了IGBT的击穿性能。
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