IGBT模組的開關損耗與效能有何關係？

2022-03-17 280

IGBT模組的開關損耗和效能有什麼關係？

在IGBT的發展中，功率開關元件被要求降低損耗、提高效率、改善性能。開關的損耗可分為兩類，一類是裝置正常通態時的損耗；另一類是裝置正常通態時的損耗。另一個是從開狀態到關狀態（從關狀態到開狀態）的開關損耗。 IGBT的主要技術特性為集電極-射極飽和壓降VCE(sat)特性與開關特性tf(關斷時間toff與導通時間ton之和)。 IGBT的擊穿性能取決於阻斷性能、短路性能、di/dt和dv/dt性能。

?(1) 改善開關特性的技術

為改善開關特性而開發的技術主要是優化濃度和層厚度，減少成為載流子的電洞，減少IGBT特有的集電極電流拖尾。透過優化單元模式，降低了輸入阻抗RG，增加了部分功率MOSFET閘極的充放電時間。在提高功率元件速度的基礎上，所採用的技術是縮短載體的壽命。作為壽命限制的方法，常用的是重金屬擴散法和電子射線照射法。透過控制壽命，可以控制IGBT集電極電流Ic的關斷特性。減少功率MOSFET的閘極電容可以使充電和放電時間達到高速。

(2)減少VCE技術

降低VCE(sat)的技術是透過優化層濃度、厚度、深度來減少電阻部分，並透過細化製程來提高單位面積的電流密度，從而優化Lg與Ls的比值，擴大功率MOSFET反型層（通道）的單位晶片面積，降低通道電阻。

透過採用改良的開關特性技術並提高壽命極限，可以加速開關特性。在IGBT中，VCE(sat)與開關特性tf相關。借助壽命控制，任何需要的工作狀態都可以在這種關係中找到。

(3) 提高性能的技術

為了提高IGBT的擊穿性能，採用了IGBT性能改善技術，抑制IGBT內部寄生NPN電晶體的工作，抑制IGBT內部電場和電流的集中，從而提高IGBT的擊穿性能。了IGBT的擊穿性能。

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