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全部產(chǎn)品

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這樣的結(jié)構(gòu)好處是提高了電流驅(qū)動能力，但壞處是當(dāng)器件關(guān)斷時，溝道很快關(guān)斷沒有了多子電流，可是Collector (Drain)端這邊還繼續(xù)有少子空穴注入，所以整個器件的電流需要慢慢才能關(guān)閉(拖尾電流, tailing current)，影響了器件的關(guān)斷時間及工作頻率。這個可是開關(guān)器件的大忌啊，所以又引入了一個結(jié)構(gòu)在P+與N-drift之間加入N+buffer層，這一層的作用就是讓器件在關(guān)斷的時候，從Collector端注入的空穴迅速在N+ buffer層就被復(fù)合掉提高關(guān)斷頻率，我們稱這種結(jié)構(gòu)為PT-IGBT (Punch Through型)，而原來沒有帶N+buffer的則為NPT-IGBT。電動控制系統(tǒng) 大功率直流/交流(DC/AC)逆變后驅(qū)動汽車電機；車載空調(diào)控制系統(tǒng) 小功率直流/交流(DC/AC)逆變，使用電流較小的IGBT和FRD；充電樁智能充電樁中IGBT模塊被作為開關(guān)元件使用；
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IGBT廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)的發(fā)電端、輸電端、變電端及用電端：
從發(fā)電端來看，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電中的整流器和逆變器都需要使用IGBT模塊。
從輸電端來看，特高壓直流輸電中FACTS柔性輸電技術(shù)需要大量使用IGBT等功率器件。
從變電端來看，IGBT是電力電子變壓器（PET）的關(guān)鍵器件。
從用電端來看，家用白電、微波爐、 LED照明驅(qū)動等都對IGBT有大量的需求。
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IGBT各代之間的技術(shù)差異，要了解這個，我們先看一下IGBT的發(fā)展歷程。工程師在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，需要一種新功率器件能同時滿足：·驅(qū)動電路簡單,以降低成本與開關(guān)功耗；通態(tài)壓降較低，以減小器件自身的功耗。回顧他們在1950-60年代發(fā)明的雙極型器件SCR,GTR和GTO通態(tài)電阻很??；電流控制，控制電路復(fù)雜且功耗大；1970年代推出的單極型器件VD-MOSFET通態(tài)電阻很大；電壓控制，控制電路簡單且功耗??；因此到了1980年代，他們試圖把MOS與BJT技術(shù)集成起來的研究，導(dǎo)致了IGBT的發(fā)明。 1985年前后美國GE成功試制工業(yè)樣品（可惜后來放棄）。自此以后， IGBT主要經(jīng)歷了6代技術(shù)及工藝改進(jìn)。
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IGBT模塊按封裝工藝來看主要可分為焊接式與壓接式兩類。高壓IGBT模塊一般以標(biāo)準(zhǔn)焊接式封裝為主，中低壓IGBT模塊則出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如燒結(jié)取代焊接，壓力接觸取代引線鍵合的壓接式封裝工藝。
隨著IGBT芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片的最高工作結(jié)溫與功率密度不斷提高， IGBT模塊技術(shù)也要與之相適應(yīng)。未來IGBT模塊技術(shù)將圍繞芯片背面焊接固定與正面電極互連兩方面改進(jìn)。模塊技術(shù)發(fā)展趨勢：無焊接、無引線鍵合及無襯板/基板封裝技術(shù)；內(nèi)部集成溫度傳感器、電流傳感器及驅(qū)動電路等功能元件，不斷提高IGBT模塊的功率密度、集成度及智能度。
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IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP(原來為NPN)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)動方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N-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-層的空穴（少子），對N-層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制，減小N-層的電阻，使IGBT在高電壓時，也具有低的通態(tài)電壓。硅芯片的重直結(jié)構(gòu)也得到了急劇的轉(zhuǎn)變，先是采用非穿通(NPT)結(jié)構(gòu)，繼而變化成弱穿通(LPT)結(jié)構(gòu)，這就使安全工作區(qū)(SOA)得到同表面柵結(jié)構(gòu)演變類似的改善。這次從穿通(PT)型技術(shù)先進(jìn)到非穿通(NPT)型技術(shù)，是最基本的，也是很重大的概念變化。這就是:穿通(PT)技術(shù)會有比較高的載流子注入系數(shù)，而由于它要求對少數(shù)載流子壽命進(jìn)行控制致使其輸運效率變壞。
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IGBT功率模塊采用IC驅(qū)動，各種驅(qū)動保護(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，大大降低電路接線電感，提高系統(tǒng)效率，現(xiàn)已開發(fā)成功第二代IPEM，其中所有的無源元件以埋層方式掩埋在襯底中。智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱點。
大電流高電壓的IGBT已模塊化，它的驅(qū)動電路除上面介紹的由分立元件構(gòu)成之外，已制造出集成化的IGBT專用驅(qū)動電路。其性能更好，整機的可靠性更高及體積更小。
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這次從穿通(PT)型技術(shù)先進(jìn)到非穿通(NPT)型技術(shù)，是最基本的，也是很重大的概念變化。這就是：穿通(PT)技術(shù)會有比較高的載流子注入系數(shù)，而由于它要求對少數(shù)載流子壽命進(jìn)行控制致使其輸運效率變壞。另一方面，非穿通(NPT)技術(shù)則是基于不對少子壽命進(jìn)行殺傷而有很好的輸運效率，不過其載流子注入系數(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(載流子儲存的溝槽柵雙極晶體管)使第5代IGBT模塊得以實現(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。包括一種“反向阻斷型”(逆阻型)功能或一種“反向?qū)ㄐ汀?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。
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80年代初期，用于功率MOSFET制造技術(shù)的DMOS(雙擴散形成的金屬-氧化物-半導(dǎo)體)工藝被采用到IGBT中來。[2]在那個時候，硅芯片的結(jié)構(gòu)是一種較厚的NPT(非穿通)型設(shè)計。后來，通過采用PT(穿通)型結(jié)構(gòu)的方法得到了在參數(shù)折衷方面的一個顯著改進(jìn)，這是隨著硅片上外延的技術(shù)進(jìn)步，以及采用對應(yīng)給定阻斷電壓所設(shè)計的n+緩沖層而進(jìn)展的[3]。幾年當(dāng)中，這種在采用PT設(shè)計的外延片上制備的DMOS平面柵結(jié)構(gòu)，其設(shè)計規(guī)則從5微米先進(jìn)到3微米。
90年代中期，溝槽柵結(jié)構(gòu)又返回到一種新概念的IGBT，它是采用從大規(guī)模集成(LSI)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)的新刻蝕工藝，但仍然是穿通(PT)型芯片結(jié)構(gòu)。[4]在這種溝槽結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關(guān)斷時間之間折衷的更重要的改進(jìn)。
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IGBT由柵極（G）、發(fā)射極（E）和集電極（C）三個極控制。如圖1，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。由圖2可知,若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動正電壓,則MOSFET導(dǎo)通,這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通;若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V,則MOSFET截止,切斷PNP晶體管基極電流的供給,使得晶體管截止。如果IGBT柵極與發(fā)射極之間的電壓，即驅(qū)動電壓過低則IGBT不能穩(wěn)定的工作，如果過高甚至超過柵極—發(fā)射極之間的耐壓，則IGBT可能會永久損壞。同樣，如果IGBT集電極與發(fā)射極之間的電壓超過允許值，則流過IGBT的電流會超限，導(dǎo)致IGBT的結(jié)溫超過允許值，此時IGBT也有可能會永久損壞。
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保險絲與熔斷器的區(qū)別，其實保險絲屬稱熔斷器，可以這樣說，保險絲就是熔斷器，熔斷器不一定等于保險絲，保險絲是一成品電子元器件，但熔斷器，可以是一個半成品，就是說沒有成型的電子元器件。所以說我通常會在產(chǎn)品目錄上標(biāo)保險絲，而不標(biāo)識熔斷器的原因。保險絲所代表范圍小得多，而熔斷器代表范圍大得多。保險絲的總類繁多，而熔斷作為材料，還是比較單一，目前市面上的熔斷器大概分兩形式，一種是通過過流來實現(xiàn)對電路進(jìn)行保護(hù)，另一種則是通過溫來對電路進(jìn)保護(hù)，不管那種方式，它的作用于，當(dāng)我們電路發(fā)生故障時，可以及時切斷電源，來保護(hù)我們設(shè)備。