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IGBT模塊

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在上面介紹的Power MOSFET其實根本上來講它還是傳統(tǒng)的MOSFET，它依然是單一載流子(多子)導電，所以我們還沒有發(fā)揮出它的極致性能。所以后來發(fā)展出一個新的結構，我們如何能夠在Power MOSFET導通的時候除了MOSFET自己的電子我還能從漏端注入空穴不就可以了嗎？所以自然的就在漏端引入了一個P+的injection layer (這就是名字的由來)，而從結構上漏端就多了一個P+/N-drift的PN結，不過他是正偏的，所以它不影響導通反而增加了空穴注入效應，所以它的特性就類似BJT了有兩種載流子參與導電。所以原來的source就變成了Emitter，而Drain就變成了Collector了。
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這樣的結構好處是提高了電流驅動能力，但壞處是當器件關斷時，溝道很快關斷沒有了多子電流，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閉(拖尾電流, tailing current)，影響了器件的關斷時間及工作頻率。這個可是開關器件的大忌啊，所以又引入了一個結構在P+與N-drift之間加入N+buffer層，這一層的作用就是讓器件在關斷的時候，從Collector端注入的空穴迅速在N+ buffer層就被復合掉提高關斷頻率，我們稱這種結構為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)逆變后驅動汽車電機；車載空調控制系統(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模塊被作為開關元件使用；
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IGBT廣泛應用于智能電網的發(fā)電端、輸電端、變電端及用電端：
從發(fā)電端來看，風力發(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）的關鍵器件。
從用電端來看，家用白電、微波爐、 LED照明驅動等都對IGBT有大量的需求。
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IGBT各代之間的技術差異，要了解這個，我們先看一下IGBT的發(fā)展歷程。工程師在實際應用中發(fā)現(xiàn)，需要一種新功率器件能同時滿足：·驅動電路簡單,以降低成本與開關功耗；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?。浑娏骺刂?，控制電路復雜且功耗大；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小；因此到了1980年代，他們試圖把MOS與BJT技術集成起來的研究，導致了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主要經歷了6代技術及工藝改進。
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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模塊一般以標準焊接式封裝為主，中低壓IGBT模塊則出現(xiàn)了很多新技術，如燒結取代焊接，壓力接觸取代引線鍵合的壓接式封裝工藝。
隨著IGBT芯片技術的不斷發(fā)展，芯片的最高工作結溫與功率密度不斷提高， IGBT模塊技術也要與之相適應。未來IGBT模塊技術將圍繞芯片背面焊接固定與正面電極互連兩方面改進。模塊技術發(fā)展趨勢：無焊接、無引線鍵合及無襯板/基板封裝技術；內部集成溫度傳感器、電流傳感器及驅動電路等功能元件，不斷提高IGBT模塊的功率密度、集成度及智能度。