IGBT模块的开关损耗与性能有何关系？

2022-03-17 280

IGBT模块的开关损耗和性能有什么关系？

在IGBT的发展中，要求功率开关器件降低损耗、提高效率、改善性能。开关的损耗可分为两类，一类是器件正常通态时的损耗；另一类是器件正常通态时的损耗。另一个是从开状态到关状态（从关状态到开状态）的开关损耗。 IGBT的主要技术特性是集电极-发射极饱和压降VCE(sat)特性和开关特性tf(关断时间toff与导通时间ton之和)。 IGBT的击穿性能取决于阻断性能、短路性能、di/dt和dv/dt性能。

?(1) 改善开关特性的技术

为改善开关特性而开发的技术主要是优化浓度和层厚度，减少成为载流子的空穴，减少IGBT特有的集电极电流拖尾。通过优化单元图案，降低了输入阻抗RG，并增加了功率MOSFET部分栅极的充放电时间。在提高功率器件速度的基础上，采用的技术是缩短载体的寿命。作为寿命限制的方法，常用的是重金属扩散法和电子射线照射法。通过控制寿命，可以控制IGBT集电极电流Ic的关断特性。减小功率MOSFET的栅极电容可以使充放电时间达到高速。

(2)减少VCE技术

降低VCE(sat)的技术是通过优化层的浓度、厚度和深度来减少电阻部分，并通过精细化的方式提高单位面积的电流密度，从而优化Lg与Ls的比值，增大功率MOSFET反型层（沟道）的单位芯片面积，降低沟道电阻。

通过采用改进的开关特性技术并提高寿命极限，可以加速开关特性。在IGBT中，VCE(sat)与开关特性tf相关。借助寿命控制，任何需要的工作状态都可以在这种关系中找到。

(3) 提高性能的技术

为了提高IGBT的击穿性能，采用了IGBT性能改善技术，抑制IGBT内部寄生NPN晶体管的工作，抑制IGBT内部电场和电流的集中，从而提高IGBT的击穿性能。了IGBT的击穿性能。

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