IGBT绝缘栅双极性晶体管的改进和发展

IGBT绝缘栅双极性晶体管的改进和发展

1.IGBT器件发展很快,现在巳经进入第四代产品的研究。在设计、工艺方面做了大量工作。
1)处理好高频率、大功率、低损耗之间关系。
2)减小元胞尺寸，提高集成度(从5μm向1μm发展）。
3)改变沟道结掏形状（槽型沟道Trench structure)。
4)提高短路安全工作区。
5)提高续流二极管性能，高速、软恢复、低开关损耗。
6)减少元件内部引线电感和引出端工艺。
7)减少外部连线电感，使用层压结构连接板。

2. IGHT性能提高表现在下面几个方面：
1)提高器件的性能指数(Figure of Merit）
（1-31)
第一代IGBT产品FOM = 5*106，第三代FOM = 2.7*107预计第四代FOM将达到6*107。
2)饱和压降，从第一代产品UCE在3〜4V，到第三代UCE在2V左右，预计第四代产品UCE小于1.5V
3)续流二极管性能改善，配置了动态、稳态正向压降小，反向恢复时间快，反向恢复电流峰值小以及软恢复特性的二极管。
4)关断安全工作区改善，第3代产品的关断安全工作区更接近矩形。短路电流峰值也受到了抑制。
5) IGHT模块内部引线电感降低了，约减少一半.
6) IGHT模块损耗也降低了，第三代比第二代减少30%.
7)提高器件的容量：1200V/1000A，1700V/360A已商品化，为开关电源使用的元件，开关频率达150kHz,目前3300V/1200A已研制成功*正在朝4500V/2500A方向发展，用IGBT取代BJT这个趋势是肯定无疑的。在相当一个容量范围内取代GTO晶闸管也是肯定的