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,。當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率很高時(shí):導(dǎo)通的時(shí)間相對(duì)于很短,所以,,導(dǎo)通損耗只能占一小部分,。替換英飛凌IGBT聯(lián)系人
廣泛應(yīng)用在斬波或逆變電路中,如軌道交通,、電動(dòng)汽車,、風(fēng)力和光伏發(fā)電等電力系統(tǒng)以及家電領(lǐng)域,。此外,,半導(dǎo)體功率模塊主要包括igbt器件和fwd,在實(shí)際應(yīng)用中,,為了保證半導(dǎo)體功率模塊能夠保證安全,、可靠的工作,通常在半導(dǎo)體功率模塊的dcb板上增加電流傳感器以及溫度傳感器,,以對(duì)半導(dǎo)體功率模塊中的器件進(jìn)行過(guò)電流和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控,,方便電路進(jìn)行保護(hù)。現(xiàn)有技術(shù)中主要通過(guò)在igbt器件芯片內(nèi)集成電流傳感器,,并利用鏡像電流檢測(cè)原理實(shí)現(xiàn)電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控,,例如,對(duì)于圖2中的電流敏感器件,,在igbt器件芯片有源區(qū)內(nèi)按照一定面積比如1:1000,,隔離開(kāi)1/1000的源區(qū)金屬電極作為電流檢測(cè)的電流傳感器1,該電流傳感器1的集電極和柵極與主工作區(qū)是共用,,發(fā)射極則是分開(kāi)的,,因此,在電流傳感器1的源區(qū)金屬上引出電流以測(cè)試電極,并在外電路中檢測(cè)測(cè)試電極中的電流,,從而檢測(cè)器件工作中電流狀態(tài),。但是,在上述鏡像電流檢測(cè)中,,受發(fā)射極引線的寄生電阻和電感產(chǎn)生的阻抗的影響,,電流檢測(cè)精度會(huì)降低,因此,,現(xiàn)有方法主要采用kelvin連接,,如圖3所示,當(dāng)柵極高電平時(shí),,電流傳感器1與主工作區(qū)分別流過(guò)電流,,電流傳感器1的電流流過(guò)檢測(cè)電阻40到主工作區(qū)發(fā)射區(qū)金屬后通過(guò)主工作區(qū)發(fā)射極引線到地。江蘇哪里有英飛凌IGBT現(xiàn)貨Infineon的IGBT模塊常用的電壓為:600V,,1200V,,1700V。
PT)技術(shù)會(huì)有比較高的載流子注入系數(shù),,而由于它要求對(duì)少數(shù)載流子壽命進(jìn)行控制致使其輸運(yùn)效率變壞,。另一方面,非穿通(NPT)技術(shù)則是基于不對(duì)少子壽命進(jìn)行殺傷而有很好的輸運(yùn)效率,,不過(guò)其載流子注入系數(shù)卻比較低,。進(jìn)而言之,非穿通(NPT)技術(shù)又被軟穿通(LPT)技術(shù)所代替,,它類似于某些人所謂的"軟穿通"(SPT)或"電場(chǎng)截止"(FS)型技術(shù),,這使得"成本-性能"的綜合效果得到進(jìn)一步改善。1996年,,CSTBT(載流子儲(chǔ)存的溝槽柵雙極晶體管)使第5代IGBT模塊得以實(shí)現(xiàn)[6],,它采用了弱穿通(LPT)芯片結(jié)構(gòu),又采用了更先進(jìn)的寬元胞間距的設(shè)計(jì),。包括一種"反向阻斷型"(逆阻型)功能或一種"反向?qū)ㄐ?(逆導(dǎo)型)功能的IGBT器件的新概念正在進(jìn)行研究,,以求得進(jìn)一步優(yōu)化。IGBT功率模塊采用IC驅(qū)動(dòng),,各種驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路,,高性能IGBT芯片,新型封裝技術(shù),,從復(fù)合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM,、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM,。PIM向高壓大電流發(fā)展,,其產(chǎn)品水平為1200-1800A/1800-3300V,,IPM除用于變頻調(diào)速外,600A/2000V的IPM已用于電力機(jī)車VVVF逆變器,。平面低電感封裝技術(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB,,用于艦艇上的導(dǎo)彈發(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術(shù)組裝PEBB,,降低電路接線電感,。
因?yàn)楦咚匍_(kāi)斷和關(guān)斷會(huì)產(chǎn)生很高的尖峰電壓,及有可能造成IGBT自身或其他元件擊穿。(3)IGBT開(kāi)通后,,驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)提供足夠的電壓,、電流幅值,使IGBT在正常工作及過(guò)載情況下不致退出飽和而損壞,。(4)IGBT驅(qū)動(dòng)電路中的電阻RG對(duì)工作性能有較大的影響,,RG較大,有利于抑制IGBT的電流上升率及電壓上升率,,但會(huì)增加IGBT的開(kāi)關(guān)時(shí)間和開(kāi)關(guān)損耗,;RG較小,會(huì)引起電流上升率增大,,使IGBT誤導(dǎo)通或損壞,。RG的具體數(shù)據(jù)與驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)及IGBT的容量有關(guān),一般在幾歐~幾十歐,小容量的IGBT其RG值較大。(5)驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力及對(duì)IG2BT的保護(hù)功能,。IGBT的控制,、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路等應(yīng)與其高速開(kāi)關(guān)特性相匹配,另外,在未采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施情況下,G—E斷不能開(kāi)路。四,、IGBT的結(jié)構(gòu)IGBT是一個(gè)三端器件,,它擁有柵極G、集電極c和發(fā)射極E,。IGBT的結(jié)構(gòu),、簡(jiǎn)化等效電路和電氣圖形符號(hào)如圖所示。如圖所示為N溝道VDMOSFFT與GTR組合的N溝道IGBT(N-IGBT)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖,。IGBT比VDMOSFET多一層P+注入?yún)^(qū),形成丁一個(gè)大面積的PN結(jié)J1,。由于IGBT導(dǎo)通時(shí)由P+注入?yún)^(qū)向N基區(qū)發(fā)射少子,,因而對(duì)漂移區(qū)電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)制,可仗IGBT具有很強(qiáng)的通流能力,。介于P+注入?yún)^(qū)與N-漂移區(qū)之間的N+層稱為緩沖區(qū),。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),。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體功率模塊,,如圖15所示,半導(dǎo)體功率模塊50配置有上述igbt芯片51,,還包括驅(qū)動(dòng)集成塊52和檢測(cè)電阻40,。具體地,如圖16所示,,igbt芯片51設(shè)置在dcb板60上,,驅(qū)動(dòng)集成塊52的out端口通過(guò)模塊引線端子521與igbt芯片51中公共柵極單元100連接,以便于驅(qū)動(dòng)工作區(qū)域10和電流檢測(cè)區(qū)域20工作,;si端口通過(guò)模塊引線端子521與檢測(cè)電阻40連接,,用于獲取檢測(cè)電阻40上的電壓;以及,,gnd端口通過(guò)模塊引線端子521與電流檢測(cè)區(qū)域的第1發(fā)射極單元101引出的導(dǎo)線522連接,,檢測(cè)電阻40的另一端還分別與電流檢測(cè)區(qū)域的第二發(fā)射極單元201和接地區(qū)域連接,從而通過(guò)si端口獲取檢測(cè)電阻40上的測(cè)量電壓,,并根據(jù)該測(cè)量電壓檢測(cè)工作區(qū)域的工作電流,。本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體功率模塊,設(shè)置有igbt芯片,,其中,,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,;其中,,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,。IGBT模塊采用預(yù)涂熱界面材料(TIM),能讓電力電子應(yīng)用實(shí)現(xiàn)一致性的散熱性能,。天津進(jìn)口英飛凌IGBT規(guī)格
IGBT模塊標(biāo)稱電流與溫度的關(guān)系比較大,。替換英飛凌IGBT聯(lián)系人
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)就類似于N-MOSFET的漏極,。藍(lán)色虛線部分同理于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)?,IGBT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,。替換英飛凌IGBT聯(lián)系人