MOSFET存在導(dǎo)通電阻高的缺點(diǎn),但I(xiàn)GBT克服了這一缺點(diǎn),在高壓時(shí)IGBT仍具有較低的導(dǎo)通電阻??偟膩?lái)說(shuō),MOSFET優(yōu)點(diǎn)是高頻特性好,可以工作頻率可以達(dá)到幾百kHz、上MHz,缺點(diǎn)是導(dǎo)通電阻大在高壓大電流場(chǎng)合功耗較大;而IGBT在低頻及較大功率場(chǎng)合下表現(xiàn),其導(dǎo)通電阻小,耐壓高。選擇MOS管還是IGBT?在電路中,選用MOS管作為功率開(kāi)關(guān)管還是選擇IGBT管,這是工程師常遇到的問(wèn)題,如果從系統(tǒng)的電壓、電流、切換功率等因素作為考慮,可以總結(jié)出以下幾點(diǎn):人們常問(wèn):“是MOSFET好還是IGBT好?”其實(shí)兩者沒(méi)有什么好壞之分,i主要的還是看其實(shí)際應(yīng)用情況。關(guān)于MOSFET與IGBT的區(qū)別,您若還有疑問(wèn),可以詳詢(xún)冠華偉業(yè)。深圳市冠華偉業(yè)科技有限公司,主要代理WINSOK微碩中低壓MOS管產(chǎn)品,產(chǎn)品用于、LED/LCD驅(qū)動(dòng)板、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板、快充、、液晶顯示器、電源、小家電、醫(yī)療產(chǎn)品、藍(lán)牙產(chǎn)品、電子秤、車(chē)載電子、網(wǎng)絡(luò)類(lèi)產(chǎn)品、民用家電、電腦周邊及各種數(shù)碼產(chǎn)品。 這個(gè)電壓為系統(tǒng)的直流母線(xiàn)工作電壓。甘肅代理SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊廠(chǎng)家電話(huà)
所有人都知道IGBT的標(biāo)準(zhǔn)定義,但是很少有人詳細(xì)地、系統(tǒng)地從這句話(huà)抽絲剝繭,一層一層地分析為什么定義里說(shuō)IGBT是由BJT和MOS組成的,它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系,在應(yīng)用的時(shí)候,什么時(shí)候能選擇IGBT、什么時(shí)候選擇BJT、什么時(shí)候又選擇MOSFET管。這些問(wèn)題其實(shí)并非很難,你跟著我看下去,就能窺見(jiàn)其區(qū)別及聯(lián)系。為什么說(shuō)IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件?要搞清楚IGBT、BJT、MOSFET之間的關(guān)系,就必須對(duì)這三者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理有大致的了解。BJT:雙極性晶體管,俗稱(chēng)三極管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)(以PNP型BJT為例)如下圖所示。BJT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號(hào)如同我上篇文章(IGBT這玩意兒——從名稱(chēng)入手)講的,雙極性即意味著器件內(nèi)部有空穴和電子兩種載流子參與導(dǎo)電,BJT既然叫雙極性晶體管,那其內(nèi)部也必然有空穴和載流子,理解這兩種載流子的運(yùn)動(dòng)是理解BJT工作原理的關(guān)鍵。由于圖中e(發(fā)射極)的P區(qū)空穴濃度要大于b(基極)的N區(qū)空穴濃度,因此會(huì)發(fā)生空穴的擴(kuò)散,即空穴從P區(qū)擴(kuò)散至N區(qū)。同理,e(發(fā)射極)的P區(qū)電子濃度要小于b(基極)的N區(qū)電子濃度,所以電子也會(huì)發(fā)生從N區(qū)到P區(qū)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)終會(huì)造成在發(fā)射結(jié)上出現(xiàn)一個(gè)從N區(qū)指向P區(qū)的電場(chǎng),即內(nèi)建電場(chǎng)。 重慶進(jìn)口SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊推薦貨源盡管等效電路為達(dá)林頓結(jié)構(gòu),但流過(guò)MOSFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。
以及測(cè)試電壓vs的影響而產(chǎn)生信號(hào)的失真,即避免了公共柵極單元100因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠睿瑥亩岣吡藱z測(cè)電流的精度。本發(fā)明實(shí)施例提供的igbt芯片,在igbt芯片上設(shè)置有:工作區(qū)域、電流檢測(cè)區(qū)域和接地區(qū)域;igbt芯片還包括第1表面和第二表面,且,第1表面和第二表面相對(duì)設(shè)置;第1表面上設(shè)置有工作區(qū)域和電流檢測(cè)區(qū)域的公共柵極單元,以及,工作區(qū)域的第1發(fā)射極單元、電流檢測(cè)區(qū)域的第二發(fā)射極單元和第三發(fā)射極單元,其中,第三發(fā)射極單元與第1發(fā)射極單元連接,公共柵極單元與第1發(fā)射極單元和第二發(fā)射極單元之間通過(guò)刻蝕方式進(jìn)行隔開(kāi);第二表面上設(shè)有工作區(qū)域和電流檢測(cè)區(qū)域的公共集電極單元;接地區(qū)域設(shè)置于第1發(fā)射極單元內(nèi)的任意位置處;電流檢測(cè)區(qū)域和接地區(qū)域分別用于與檢測(cè)電阻連接,以使檢測(cè)電阻上產(chǎn)生電壓,并根據(jù)電壓檢測(cè)工作區(qū)域的工作電流。本申請(qǐng)避免了柵電極因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?,提高了檢測(cè)電流的精度。進(jìn)一步的,電流檢測(cè)區(qū)域20包括取樣igbt模塊,其中,取樣igbt模塊中雙極型三極管的集電極和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的漏電極斷開(kāi),以得到第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202。具體地,如圖6所示。
不論漏極-源極電壓VDS之間加多大或什么極性的電壓,總有一個(gè)pn結(jié)處于反偏狀態(tài),漏、源極間沒(méi)有導(dǎo)電溝道,器件無(wú)法導(dǎo)通。但如果VGS正向足夠大,此時(shí)柵極G和襯底p之間的絕緣層中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng),方向從柵極指向襯底,電子在該電場(chǎng)的作用下聚集在柵氧下表面,形成一個(gè)N型薄層(一般為幾個(gè)nm),連通左右兩個(gè)N+區(qū),形成導(dǎo)通溝道,如圖中黃域所示。當(dāng)VDS>0V時(shí),N-MOSFET管導(dǎo)通,器件工作。了解完以PNP為例的BJT結(jié)構(gòu)和以N-MOSFET為例的MOSFET結(jié)構(gòu)之后,我們?cè)賮?lái)看IGBT的結(jié)構(gòu)圖↓IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號(hào)黃塊表示IGBT導(dǎo)通時(shí)形成的溝道。首先看黃色虛線(xiàn)部分,細(xì)看之下是不是有一絲熟悉之感?這部分結(jié)構(gòu)和工作原理實(shí)質(zhì)上和上述的N-MOSFET是一樣的。當(dāng)VGE>0V,VCE>0V時(shí),IGBT表面同樣會(huì)形成溝道,電子從n區(qū)出發(fā)、流經(jīng)溝道區(qū)、注入n漂移區(qū),n漂移區(qū)就類(lèi)似于N-MOSFET的漏極。藍(lán)色虛線(xiàn)部分同理于BJT結(jié)構(gòu),流入n漂移區(qū)的電子為PNP晶體管的n區(qū)持續(xù)提供電子,這就保證了PNP晶體管的基極電流。我們給它外加正向偏壓VCE,使PNP正向?qū)ǎ琁GBT器件正常工作。這就是定義中為什么說(shuō)IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件的原因。此外,圖中我還標(biāo)了一個(gè)紅色部分。 它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同,當(dāng)柵源電壓小于開(kāi)啟電壓Ugs(th)時(shí),IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管),是由BJT(雙極結(jié)型晶體三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型-電壓驅(qū)動(dòng)式-功率半導(dǎo)體器件,其具有自關(guān)斷的特征。簡(jiǎn)單講,是一個(gè)非通即斷的開(kāi)關(guān),IGBT沒(méi)有放大電壓的功能,導(dǎo)通時(shí)可以看做導(dǎo)線(xiàn),斷開(kāi)時(shí)當(dāng)做開(kāi)路。IGBT融合了BJT和MOSFET的兩種器件的優(yōu)點(diǎn),如驅(qū)動(dòng)功率小和飽和壓降低等。IGBT模塊是由IGBT與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過(guò)特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品,具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)。IGBT是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)钠骷?,是電力電子裝置的“CPU”。采用IGBT進(jìn)行功率變換,能夠提高用電效率和質(zhì)量,具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點(diǎn),是解決能源短缺問(wèn)題和降低碳排放的關(guān)鍵支撐技術(shù)。IGBT是以GTR為主導(dǎo)元件,MOSFET為驅(qū)動(dòng)元件的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的復(fù)合器件。其外部有三個(gè)電極,分別為G-柵極,C-集電極,E-發(fā)射極。在IGBT使用過(guò)程中,可以通過(guò)控制其集-射極電壓UCE和柵-射極電壓UGE的大小,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT導(dǎo)通/關(guān)斷/阻斷狀態(tài)的控制。1)當(dāng)IGBT柵-射極加上加0或負(fù)電壓時(shí),MOSFET內(nèi)溝道消失,IGBT呈關(guān)斷狀態(tài)。2)當(dāng)集-射極電壓UCE<0時(shí),J3的PN結(jié)處于反偏,IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。3)當(dāng)集-射極電壓UCE>0時(shí)。 當(dāng)MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N-層的空穴(少子),對(duì)N-層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制。甘肅代理SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊廠(chǎng)家電話(huà)
減小N-層的電阻,使IGBT在高電壓時(shí),也具有低的通態(tài)電壓。甘肅代理SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊廠(chǎng)家電話(huà)
晶閘管等元件通過(guò)整流來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外整流器件還有很多,如:可關(guān)斷晶閘管GTO,逆導(dǎo)晶閘管,雙向晶閘管,整流模塊,功率模塊IGBT,SIT,MOSFET等等,這里只探討晶閘管。晶閘管又名可控硅,通常人們都叫可控硅。是一種功率半導(dǎo)體器件,由于它效率高,控制特性好,壽命長(zhǎng),體積小等優(yōu)點(diǎn),自上個(gè)世紀(jì)六十長(zhǎng)代以來(lái),獲得了迅猛發(fā)展,并已形成了一門(mén)單獨(dú)的學(xué)科。“晶閘管交流技術(shù)”。晶閘管發(fā)展到,在工藝上已經(jīng)非常成熟,品質(zhì)更好,成品率大幅提高,并向高壓大電流發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)晶閘管大額定電流可達(dá)5000A,國(guó)外更大。我國(guó)的韶山電力機(jī)車(chē)上裝載的都是我國(guó)自行研制的大功率晶閘管。晶閘管的應(yīng)用:一、可控整流如同二極管整流一樣,可以把交流整流為直流,并且在交流電壓不變的情況下,方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流,實(shí)現(xiàn)交流——可變直流二、交流調(diào)壓與調(diào)功利用晶閘管的開(kāi)關(guān)特性代替老式的接觸調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器和飽和電抗器調(diào)壓。為了消除晶閘管交流調(diào)壓產(chǎn)生的高次諧波,出現(xiàn)了一種過(guò)零觸發(fā),實(shí)現(xiàn)負(fù)載交流功率的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)即晶閘管調(diào)功器。交流——可變交流。三、逆變與變頻直流輸電:將三相高壓交流整流為高壓直流,由高壓直流遠(yuǎn)距離輸送以減少損耗。 甘肅代理SEMIKRON西門(mén)康IGBT模塊廠(chǎng)家電話(huà)