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)地從這句話抽絲剝繭,,一層一層地分析為什么定義里說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。這些問題其實(shí)并非很難,,你跟著我看下去,,就能窺見其區(qū)別及聯(lián)系。為什么說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),。Infineon那邊給出的解釋為:IGBT的“損耗”包括“導(dǎo)通損耗”和“開關(guān)損耗”,。山東本地英飛凌IGBT值得推薦
空穴收集區(qū)8可以處于與第1發(fā)射極單元金屬2隔離的任何位置,特別的,,在終端保護(hù)區(qū)域的p+場(chǎng)限環(huán)也可以成為空穴收集區(qū)8,,本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限制說明。因此,,本發(fā)明實(shí)施例提供的igbt芯片在電流檢測(cè)過程中,,通過檢測(cè)電阻上產(chǎn)生的電壓,得到工作區(qū)域的電流大小,。但是,,在實(shí)際檢測(cè)過程中,,檢測(cè)電阻上的電壓同時(shí)抬高了電流檢測(cè)區(qū)域的mos溝槽溝道對(duì)地電位,即相當(dāng)降低了電流檢測(cè)區(qū)域的柵極電壓,,從而使電流檢測(cè)區(qū)域的mos的溝道電阻增加,。當(dāng)電流檢測(cè)區(qū)域的電流越大時(shí),電流檢測(cè)區(qū)域的mos的溝道電阻就越大,,從而使檢測(cè)電壓在工作區(qū)域的電流越大,,導(dǎo)致電流檢測(cè)區(qū)域的電流與工作區(qū)域電流的比例關(guān)系偏離增大,產(chǎn)生大電流下的信號(hào)失真,,造成工作區(qū)域在大電流或異常過流的檢測(cè)精度低,。而本發(fā)明實(shí)施例中電流檢測(cè)區(qū)域的第二發(fā)射極單元相當(dāng)于沒有公共柵極單元提供驅(qū)動(dòng),即對(duì)于igbt芯片的電子和空穴兩種載流子形成的電流,,電流檢測(cè)區(qū)域的第二發(fā)射極單元只獲取空穴形成的電流作為檢測(cè)電流,,從而避免了檢測(cè)電流受公共柵極單元的電壓的影響,以及測(cè)試電壓的影響而產(chǎn)生信號(hào)的失真,,即避免了公共柵極單元因?qū)Φ仉娢蛔兓斐傻钠?,從而提高了檢測(cè)電流的精度。實(shí)施例二:在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,。北京定制英飛凌IGBT代理商IHV,IHM,PrimePACK封裝(俗稱“黑模塊”):這類模塊的封裝顏色是黑色的,,屬于大功率模塊。
有無緩沖區(qū)決定了IGBT具有不同特性,。有N*緩沖區(qū)的IGBT稱為非對(duì)稱型IGBT,,也稱穿通型IGBT。它具有正向壓降小,、犬?dāng)鄷r(shí)間短,、關(guān)斷時(shí)尾部電流小等優(yōu)點(diǎn),但其反向阻斷能力相對(duì)較弱,。無N-緩沖區(qū)的IGBT稱為對(duì)稱型IGBT,,也稱非穿通型IGBT。它具有較強(qiáng)的正反向阻斷能力,,但它的其他特性卻不及非對(duì)稱型IGBT,。如圖2-42(b)所示的簡(jiǎn)化等效電路表明,IGBT是由GTR與MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu),,該結(jié)構(gòu)中的部分是MOSFET驅(qū)動(dòng),,另一部分是厚基區(qū)PNP型晶體管。五,、IBGT的工作原理簡(jiǎn)單來說,,IGBT相當(dāng)于一個(gè)由MOSFET驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)PNP型晶體管,它的簡(jiǎn)化等效電路如圖2-42(b)所示,,圖中的RN為PNP晶體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻,。從該等效電路可以清楚地看出,,IGBT是用晶體管和MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的復(fù)合器件。岡為圖中的晶體管為PNP型晶體管,,MOSFET為N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管,,所以這種結(jié)構(gòu)的IGBT稱為N溝道IIGBT,其符號(hào)為N-IGBT,。類似地還有P溝道IGBT,,即P-IGBT。IGBT的電氣圖形符號(hào)如圖2-42(c)所示,。IGBT是—種場(chǎng)控器件,,它的開通和關(guān)斷由柵極和發(fā)射極間電壓UGE決定,當(dāng)柵射電壓UCE為正且大于開啟電壓UCE(th)時(shí),,MOSFET內(nèi)形成溝道并為PNP型晶體管提供基極電流進(jìn)而使IGBT導(dǎo)通,,此時(shí),從P+區(qū)注入N-的空穴,。
圖1所示為一個(gè)N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu),,N+區(qū)稱為源區(qū),附于其上的電極稱為源極,。N+區(qū)稱為漏區(qū),。器件的控制區(qū)為柵區(qū),附于其上的電極稱為柵極,。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成,。在漏、源之間的P型區(qū)(包括P+和P一區(qū))(溝道在該區(qū)域形成),,稱為亞溝道區(qū)(Subchannelregion),。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)(Draininjector),它是IGBT特有的功能區(qū),,與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管,,起發(fā)射極的作用,向漏極注入空穴,,進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制,,以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極,。IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP晶體管提供基極電流,,使IGBT導(dǎo)通,。反之,加反向門極電壓消除溝道,,切斷基極電流,,使IGBT關(guān)斷,。IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和MOSFET基本相同,只需控制輸入極N一溝道MOSFET,,所以具有高輸入阻抗特性,。當(dāng)MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N一層的空穴(少子),,對(duì)N一層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制,,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時(shí),,也具有低的通態(tài)電壓,。IGBT和可控硅區(qū)別IGBT與晶閘管1.整流元件(晶閘管)簡(jiǎn)單地說:整流器是把單相或三相正弦交流電流通過整流元件變成平穩(wěn)的可調(diào)的單方向的直流電流。其實(shí)現(xiàn)條件主要是依靠整流管,。三項(xiàng)整流橋+6單元的三項(xiàng)全橋IGBT拓?fù)?以FP開頭,。
將igbt模塊中雙極型三極管bjt的集電極和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管mos的漏電極斷開,并替代包含鏡像電流測(cè)試的電路中的取樣igbt,,從而得到包含無柵極驅(qū)動(dòng)的電流檢測(cè)的igbt芯片的等效測(cè)試電路,,即圖5中的igbt芯片結(jié)構(gòu),從而得到第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202,,此時(shí),,bjt的集電極單獨(dú)引出,即第二發(fā)射極單元201,,作為測(cè)試電流的等效電路,,電流檢測(cè)區(qū)域20只取bjt的空穴電流作為檢測(cè)電流,且,,空穴電流與工作區(qū)域10的工作電流成比例關(guān)系,,從而通過檢測(cè)電流檢測(cè)區(qū)域20中的電流即可得到igbt芯片的工作區(qū)域10的電流,避免了現(xiàn)有方法中柵極對(duì)地電位變化造成的偏差,,提高了檢測(cè)電流的精度,。此外,在第1表面上,,電流檢測(cè)區(qū)域20設(shè)置在工作區(qū)域10的邊緣區(qū)域,,且,電流檢測(cè)區(qū)域20的面積小于工作區(qū)域10的面積,。此外,,igbt芯片為溝槽結(jié)構(gòu)的igbt芯片,在電流檢測(cè)區(qū)域20和工作區(qū)域10的對(duì)應(yīng)位置內(nèi)分別設(shè)置多個(gè)溝槽,,可選的,,電流檢測(cè)區(qū)域20和工作區(qū)域10可以同時(shí)設(shè)置有多個(gè)溝槽,或者,,工作區(qū)域10設(shè)置有多個(gè)溝槽,,本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限制說明,。以及,當(dāng)設(shè)置有溝槽時(shí),,在每個(gè)溝槽內(nèi)還填充有多晶硅,。此外,在第1表面和第二表面之間,,還設(shè)置有n型耐壓漂移層和導(dǎo)電層,。英飛凌IGBT模塊是按殼溫Tc=80℃或100℃來標(biāo)稱其比較大允許通過的集電極電流(Ic)。山東優(yōu)勢(shì)英飛凌IGBT供應(yīng)
通常IGBT模塊的工作電壓(600V,、1200V,、1700V)均對(duì)應(yīng)于常用電網(wǎng)的電壓等級(jí)。山東本地英飛凌IGBT值得推薦
對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種igbt器件的結(jié)構(gòu)圖,;圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電流敏感器件的結(jié)構(gòu)圖,;圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種kelvin連接示意圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種檢測(cè)電流與工作電流的曲線圖,;圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種igbt芯片的結(jié)構(gòu)示意圖,;圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種igbt芯片的結(jié)構(gòu)示意圖;圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種igbt芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖,;圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種igbt芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖,;圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種igbt芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖;圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種igbt芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖,;圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種igbt芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖,;圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種igbt芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖;圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種igbt芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖,;圖14為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種igbt芯片的表面結(jié)構(gòu)示意圖,;圖15為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體功率模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;圖16為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體功率模塊的連接示意圖,。圖標(biāo):1-電流傳感器,;10-工作區(qū)域;101-第1發(fā)射極單元,。山東本地英飛凌IGBT值得推薦
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