1979年,MOS栅功率开关器件作为IGBT概念的先驱即已被介绍到世间。这种器件表现为一个类晶闸管的结构(P-N-P-N四层组成),其特点是通过强碱湿法刻蚀工艺形成了V形槽栅。80年代初期,用于功率MOSFET制造技术的DMOS(双扩散形成的金属-氧化物-半导体)工艺被采用到IGBT中来。[2]在那个时候,硅芯片的结构是一种较厚的NPT(非穿通)型设计。后来,通过采用PT(穿通)型结构的方法得到了在参数折衷方面的一个明显改进,这是随着硅片上外延的技术进步,以及采用对应给定阻断电压所设计的n+缓冲层而进展的[3]。几年当中,这种在采用PT设计的外延片上制备的DMOS平面栅结构,其设计规则从5微米先进到3微米。90年代中期,沟槽栅结构又返回到一种新概念的IGBT,它是采用从大规模集成(LSI)工艺借鉴来的硅干法刻蚀技术实现的新刻蚀工艺,但仍然是穿通(PT)型芯片结构。[4]在这种沟槽结构中,实现了在通态电压和关断时间之间折衷的更重要的改进。硅芯片的重直结构也得到了急剧的转变,先是采用非穿通(NPT)结构,继而变化成弱穿通(LPT)结构,这就使安全工作区(SOA)得到同表面栅结构演变类似的改善。这次从穿通(PT)型技术先进到非穿通(NPT)型技术,是基本的,也是很重大的概念变化。这就是:穿通。 通常IGBT模块的工作电压(600V、1200V、1700V)均对应于常用电网的电压等级。浙江代理英飞凌infineonIGBT模块
目前,半导体功率模块主要广泛应用在斩波或逆变电路中,如轨道交通、电动汽车、风力和光伏发电等电力系统以及家电领域。其中,半导体功率模块主要是由igbt(insulatedgatebipolartransistor,绝缘栅双极型晶体管)器件和fwd(freewheelingdiode,续流二极管)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。在实际应用中,为了保证半导体功率模块能够保证安全、可靠的工作,通常在半导体功率模块的dcb(directbondingcopper,陶瓷覆铜板)板上增加电流传感器以及温度传感器,从而实现对半导体功率模块中的器件进行过电流和温度的实时监控,方便电路进行保护。现有技术中主要通过在igbt器件芯片内集成电流传感器,并利用镜像电流检测原理实现电流的实时监控,如kelvin开尔芬连接,但这种方式得到的检测电流曲线与工作电流曲线并不对应,即得到的检测电流与工作电流的比例关系不固定,从而导致检测电流的精度和敏感性比较低。技术实现要素:有鉴于此,本发明的目的在于提供igbt芯片及半导体功率模块,以缓解上述技术问题,且,避免了栅电极因对地电位变化造成的偏差,提高了检测电流的精度。第1方面,本发明实施例提供了一种igbt芯片。 青海英飞凌infineonIGBT模块第四代IGBT命名的后缀为:T4,S4,E4,P4。
不论漏极-源极电压VDS之间加多大或什么极性的电压,总有一个pn结处于反偏状态,漏、源极间没有导电沟道,器件无法导通。但如果VGS正向足够大,此时栅极G和衬底p之间的绝缘层中会产生一个电场,方向从栅极指向衬底,电子在该电场的作用下聚集在栅氧下表面,形成一个N型薄层(一般为几个nm),连通左右两个N+区,形成导通沟道,如图中黄域所示。当VDS>0V时,N-MOSFET管导通,器件工作。了解完以PNP为例的BJT结构和以N-MOSFET为例的MOSFET结构之后,我们再来看IGBT的结构图↓IGBT内部结构及符号黄块表示IGBT导通时形成的沟道。首先看黄色虚线部分,细看之下是不是有一丝熟悉之感?这部分结构和工作原理实质上和上述的N-MOSFET是一样的。当VGE>0V,VCE>0V时,IGBT表面同样会形成沟道,电子从n区出发、流经沟道区、注入n漂移区,n漂移区就类似于N-MOSFET的漏极。蓝色虚线部分同理于BJT结构,流入n漂移区的电子为PNP晶体管的n区持续提供电子,这就保证了PNP晶体管的基极电流。我们给它外加正向偏压VCE,使PNP正向导通,IGBT器件正常工作。这就是定义中为什么说IGBT是由BJT和MOSFET组成的器件的原因。此外,图中我还标了一个红色部分。
有无缓冲区决定了IGBT具有不同特性。有N*缓冲区的IGBT称为非对称型IGBT,也称穿通型IGBT。它具有正向压降小、犬断时间短、关断时尾部电流小等优点,但其反向阻断能力相对较弱。无N-缓冲区的IGBT称为对称型IGBT,也称非穿通型IGBT。它具有较强的正反向阻断能力,但它的其他特性却不及非对称型IGBT。如图2-42(b)所示的简化等效电路表明,IGBT是由GTR与MOSFET组成的达林顿结构,该结构中的部分是MOSFET驱动,另一部分是厚基区PNP型晶体管。五、IBGT的工作原理简单来说,IGBT相当于一个由MOSFET驱动的厚基区PNP型晶体管,它的简化等效电路如图2-42(b)所示,图中的RN为PNP晶体管基区内的调制电阻。从该等效电路可以清楚地看出,IGBT是用晶体管和MOSFET组成的达林顿结构的复合器件。冈为图中的晶体管为PNP型晶体管,MOSFET为N沟道场效应晶体管,所以这种结构的IGBT称为N沟道IIGBT,其符号为N-IGBT。类似地还有P沟道IGBT,即P-IGBT。IGBT的电气图形符号如图2-42(c)所示。IGBT是—种场控器件,它的开通和关断由栅极和发射极间电压UGE决定,当栅射电压UCE为正且大于开启电压UCE(th)时,MOSFET内形成沟道并为PNP型晶体管提供基极电流进而使IGBT导通,此时,从P+区注入N-的空穴。 第三代IGBT能耐150度的极限高温。
并在检测电阻40上得到检测信号。因此,这种将检测电阻40通过引线直接与主工作区的源区金属相接,可以避免主工作区的工作电流接地电压对测试的影响。但是,这种方式得到的检测电流曲线与工作电流曲线并不对应,如图4所示,得到的检测电流与工作电流的比例关系不固定,在大电流时,检测电流与工作电流的偏差较大,此时,电流传感器1的灵敏性较低,从而导致检测电流的精度和敏感性比较低。针对上述问题,本发明实施例提供了igbt芯片及半导体功率模块,避免了栅电极因对地电位变化造成的偏差,提高了检测电流的精度。为便于对本实施例进行理解,下面首先对本发明实施例提供的一种igbt芯片进行详细介绍。实施例一:本发明实施例提供了一种igbt芯片,图5为本发明实施例提供的一种igbt芯片的结构示意图,如图5所示,在igbt芯片上设置有:工作区域10、电流检测区域20和接地区域30;其中,在igbt芯片上还包括第1表面和第二表面,且,第1表面和第二表面相对设置;第1表面上设置有工作区域10和电流检测区域20的公共栅极单元100,以及,工作区域10的第1发射极单元101、电流检测区域20的第二发射极单元201和第三发射极单元202,其中,第三发射极单元202与第1发射极单元101连接。 Infineon有8种IGBT芯片供客户选择。甘肃代理英飞凌infineonIGBT模块哪里有卖的
IGBT模块采用预涂热界面材料(TIM),能让电力电子应用实现一致性的散热性能。浙江代理英飞凌infineonIGBT模块
一、IGBT是什么IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。通俗来讲:IGBT是一种大功率的电力电子器件,是一个非通即断的开关,IGBT没有放大电压的功能,导通时可以看做导线,断开时当做开路。三大特点就是高压、大电流、高速。二、IGBT模块IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融和了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点,又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内。 浙江代理英飞凌infineonIGBT模块