圖1所示為一個N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構,N+區稱為源區,附于其上的電極稱為源極。N+區稱為漏區。器件的控制區為柵區,附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區邊界形成。在漏、源之間的P型區(包括P+和P一區)(溝道在該區域形成),稱為亞溝道區(Subchannelregion)。而在漏區另一側的P+區稱為漏注入區(Draininjector),它是IGBT特有的功能區,與漏區和亞溝道區一起形成PNP雙極晶體管,起發射極的作用,向漏極注入空穴,進行導電調制,以降低器件的通態電壓。附于漏注入區上的電極稱為漏極。IGBT的開關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導通。反之,加反向門極電壓消除溝道,切斷基極電流,使IGBT關斷。IGBT的驅動方法和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MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N一層的空穴(少子),對N一層進行電導調制,減小N一層的電阻,使IGBT在高電壓時,也具有低的通態電壓。IGBT和可控硅區別IGBT與晶閘管1.整流元件(晶閘管)簡單地說: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的可調的單方向的直流電流。其實現條件主要是依靠整流管。IGBT模塊具有節能、安裝維修方便、散熱穩定等特點。上海品質西門康IGBT模塊現貨
廣泛應用在斬波或逆變電路中,如軌道交通、電動汽車、風力和光伏發電等電力系統以及家電領域。此外,半導體功率模塊主要包括igbt器件和fwd,在實際應用中,為了保證半導體功率模塊能夠保證安全、可靠的工作,通常在半導體功率模塊的dcb板上增加電流傳感器以及溫度傳感器,以對半導體功率模塊中的器件進行過電流和溫度的實時監控,方便電路進行保護。現有技術中主要通過在igbt器件芯片內集成電流傳感器,并利用鏡像電流檢測原理實現電流的實時監控,例如,對于圖2中的電流敏感器件,在igbt器件芯片有源區內按照一定面積比如1:1000,隔離開1/1000的源區金屬電極作為電流檢測的電流傳感器1,該電流傳感器1的集電極和柵極與主工作區是共用,發射極則是分開的,因此,在電流傳感器1的源區金屬上引出電流以測試電極,并在外電路中檢測測試電極中的電流,從而檢測器件工作中電流狀態。但是,在上述鏡像電流檢測中,受發射極引線的寄生電阻和電感產生的阻抗的影響,電流檢測精度會降低,因此,現有方法主要采用kelvin連接,如圖3所示,當柵極高電平時,電流傳感器1與主工作區分別流過電流,電流傳感器1的電流流過檢測電阻40到主工作區發射區金屬后通過主工作區發射極引線到地。廣東定制西門康IGBT模塊銷售廠IGBT的開啟電壓約3~4V,和MOSFET相當。
本發明實施例還提供了一種半導體功率模塊,如圖15所示,半導體功率模塊50配置有上述igbt芯片51,還包括驅動集成塊52和檢測電阻40。具體地,如圖16所示,igbt芯片51設置在dcb板60上,驅動集成塊52的out端口通過模塊引線端子521與igbt芯片51中公共柵極單元100連接,以便于驅動工作區域10和電流檢測區域20工作;si端口通過模塊引線端子521與檢測電阻40連接,用于獲取檢測電阻40上的電壓;以及,gnd端口通過模塊引線端子521與電流檢測區域的第1發射極單元101引出的導線522連接,檢測電阻40的另一端還分別與電流檢測區域的第二發射極單元201和接地區域連接,從而通過si端口獲取檢測電阻40上的測量電壓,并根據該測量電壓檢測工作區域的工作電流。本發明實施例提供的半導體功率模塊,設置有igbt芯片,其中,igbt芯片上設置有:工作區域、電流檢測區域和接地區域;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設置;第1表面上設置有工作區域和電流檢測區域的公共柵極單元,以及,工作區域的第1發射極單元、電流檢測區域的第二發射極單元和第三發射極單元,其中,第三發射極單元與第1發射極單元連接。
可控硅可控硅簡稱SCR,是一種大功率電器元件,也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長等優點。在自動控制系統中,可作為大功率驅動器件,實現用小功率控件控制大功率設備。它在交直流電機調速系統、調功系統及隨動系統中得到了的應用。可控硅分單向可控硅和雙向可控硅兩種。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅,簡稱TRIAC。雙向可控硅在結構上相當于兩個單向可控硅反向連接,這種可控硅具有雙向導通功能。其通斷狀態由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負脈沖)可使其正向(或反向)導通。這種裝置的優點是控制電路簡單,沒有反向耐壓問題,因此特別適合做交流無觸點開關使用。IGBTIGBT絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小,開關速度快,但導通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點,驅動功率小而飽和壓降低。IGBT非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。普通的交流220V供電,使用600V的IGBT。
而是為了保護IGBT脆弱的反向耐壓而特別設置的,又稱為FWD(續流二極管)。二者內部結構不同MOSFET的三個極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。IGBT的三個極分別是集電極(C)、發射極(E)和柵極(G)。IGBT是通過在MOSFET的漏極上追加層而構成的。它們的內部結構如下圖:二者的應用領域不同MOSFET和IGBT內部結構不同,決定了其應用領域的不同。由于MOSFET的結構,通常它可以做到電流很大,可以到上KA,但是前提耐壓能力沒有IGBT強。其主要應用領域為于開關電源,鎮流器,高頻感應加熱,高頻逆變焊機,通信電源等高頻電源領域。IGBT可以做很大功率,電流和電壓都可以,就是一點頻率不是太高,目前IGBT硬開關速度可以到100KHZ,IGBT集中應用于焊機,逆變器,變頻器,電鍍電解電源,超音頻感應加熱等領域。MOSFET與IGBT的主要特點MOSFET具有輸入阻抗高、開關速度快、熱穩定性好、電壓控制電流等特性,在電路中,可以用作放大器、電子開關等用途。IGBT作為新型電子半導體器件,具有輸入阻抗高,電壓控制功耗低,控制電路簡單,耐高壓,承受電流大等特性,在各種電子電路中獲得極的應用。IGBT的理想等效電路如下圖所示,IGBT實際就是MOSFET和晶體管三極管的組合。IGBT在關斷時不需要負柵壓來減少關斷時間,但關斷時間隨柵極和發射極并聯電阻的增加而增加。廣東定制西門康IGBT模塊銷售廠
IGBT 處于導通態時,由于它的PNP 晶體管為寬基區晶體管,所以其B 值極低。上海品質西門康IGBT模塊現貨
IGBT與MOSFET的開關速度比較因功率MOSFET具有開關速度快,峰值電流大,容易驅動,安全工作區寬,dV/dt耐量高等優點,在小功率電子設備中得到了廣泛應用。但是由于導通特性受和額定電壓的影響很大,而且工作電壓較高時,MOSFET固有的反向二極管導致通態電阻增加,因此在大功率電子設備中的應用受至限制。IGBT是少子器件,它不但具有非常好的導通特性,而且也具有功率MOSFET的許多特性,如容易驅動,安全工作區寬,峰值電流大,堅固耐用等,一般來講,IGBT的開關速度低于功率MOSET,但是IR公司新系列IGBT的開關特性非常接近功率MOSFET,而且導通特性也不受工作電壓的影響。由于IGBT內部不存在反向二極管,用戶可以靈活選用外接恢復二極管,這個特性是優點還是缺點,應根據工作頻率,二極管的價格和電流容量等參數來衡量。IGBT的內部結構,電路符號及等效電路如圖1所示。可以看出,2020-03-30開關電源設計:何時選擇BJT優于MOSFET開關電源電氣可靠性設計1供電方式的選擇集中式供電系統各輸出之間的偏差以及由于傳輸距離的不同而造成的壓差降低了供電質量,而且應用單臺電源供電,當電源發生故障時可能導致系統癱瘓。分布式供電系統因供電單元靠近負載,改善了動態響應特性。上海品質西門康IGBT模塊現貨
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