IGBT并联应用均流控制技术综述 被引量：5

1

作者 穆峰 刘宜鑫 +2 位作者 李鑫 孙湖 黄先进 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期119-132,共14页

绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated-gate bipolar transistor)在现代电力电子技术中应用广泛,在某些单个器件性能达不到设计要求的工作场合,IGBT的并联使用成为一种经济可行的方法。多模块IGBT并联应用可以简化电路结构,增大变流器输出... 绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated-gate bipolar transistor)在现代电力电子技术中应用广泛,在某些单个器件性能达不到设计要求的工作场合,IGBT的并联使用成为一种经济可行的方法。多模块IGBT并联应用可以简化电路结构,增大变流器输出功率,提高装置功率密度。IGBT并联应用过程中,器件本体的动、静态特性及结温的差异,驱动电路结构及功率回路不对称性,伴随IGBT长期使用出现的老化或失效等问题,都会引起并联IGBT支路电流的不均衡,影响系统的可靠性和稳定性。对国内外IGBT并联应用所关注的研究热点进行了调研分析,总结了IGBT并联动、静态电流不均衡产生的原理及影响,分析了电流均衡控制原理的差异。从功率回路均流控制和驱动回路均流控制两个方面,对IGBT并联应用均流控制的工作特性进行了分析总结和技术对比,并对IGBT并联均流技术的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 igbt 并联 均流控制 电流不平衡

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适用于复杂电路分析的IGBT模型 被引量：48

2

作者 邓夷 赵争鸣 +2 位作者 袁立强 胡斯登 王雪松 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期1-7,共7页

推出一种适用于复杂电路仿真分析的绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模型。模型分阶段模拟IGBT的开关瞬态过程,并采用曲线拟合的方式实现对IGBT稳态特性的建模。模型具有计算速度快、参数提取容易、物理概... 推出一种适用于复杂电路仿真分析的绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模型。模型分阶段模拟IGBT的开关瞬态过程,并采用曲线拟合的方式实现对IGBT稳态特性的建模。模型具有计算速度快、参数提取容易、物理概念明确的特点。描述模型的等效原理、构成和参数提取过程,并在PSIM软件包下建立其等效电路。以FF300R12ME3型IGBT为例给出了模型参数,并将模型应用于IGBT的开关特性分析、缓冲吸收电路设计以及IGBT的并联运行分析。仿真和实验结果对比证明了该模型的有效性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极性晶体管 模型 PSIM 开关特性 缓冲吸收电路 并联运行

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大功率IGBT串联电压不平衡机制研究 被引量：29

3

作者 庞辉 温家良 +1 位作者 贺之渊 汤广福 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第21期1-8,共8页

随着电力电子技术及其应用的快速发展,高压大功率换流器的应用越来越多。大功率绝缘栅双极晶体管(insulation gate bipolar transistor,IGBT)串联是实现高压大功率自换相换流器的一个重要基础。大功率串联IGBT运行中,最难解决的是串联I... 随着电力电子技术及其应用的快速发展,高压大功率换流器的应用越来越多。大功率绝缘栅双极晶体管(insulation gate bipolar transistor,IGBT)串联是实现高压大功率自换相换流器的一个重要基础。大功率串联IGBT运行中,最难解决的是串联IGBT之间的电压不平衡问题。为推进高压大功率换流器的研究,对大功率串联IGBT中器件间的电压不平衡机制进行了系统的研究。根据IGBT阀在串联运行时的主要静态、动态过程,结合IGBT自身的特性,得出了影响产生串联IGBT电压不平衡的各个因素,并对各个元件间的电压不平衡度进行分析,为进行串联IGBT电压平衡化的控制打下基础。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管 串联 开关暂态 电压不平衡

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基于电路拓扑的IGBT并联均流方法 被引量：23

4

作者 张成 孙驰 +1 位作者 马伟明 艾胜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期505-512,共8页

随着市场对大功率电力电子变流器需求的与日俱增,绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar tran-sistors,IGBT)的并联技术已成为大功率设计应用的解决方案之一。针对现有的一些解决IGBT并联均流措施存在的问题,在详细分析外加电感对动... 随着市场对大功率电力电子变流器需求的与日俱增,绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar tran-sistors,IGBT)的并联技术已成为大功率设计应用的解决方案之一。针对现有的一些解决IGBT并联均流措施存在的问题,在详细分析外加电感对动静态均流影响的基础上,提出了一种基于电路拓扑的两电平电路中的IGBT并联均流方法,该方法需要添加1个额外的直流侧二极管和2个μH级的电感,降低了开关的开通损耗,不需要设置死区,且短路保护实现容易。同时,针对该方法带来的IGBT关断过电压第2尖峰抬高的问题,提出了一种改进的电路拓扑结构,利用额外的电容-二极管-电容(CDC)网络来解决IGBT关断过电压的第2尖峰抬高的问题。试验结果表明了该种方法的正确性、有效性和可行性,为大功率电力电子变流器的扩容提供了较理想的选择方案。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管(igbt) 并联均流 动态均流 静态均流 电路拓扑 试验验证

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IGBT过流保护电路设计 被引量：15

5

作者 张海亮 陈国定 夏德印 《机电工程》 CAS 2012年第8期966-970,共5页

为解决绝缘栅双极性晶体管(IGBT)在实际应用中经常出现的过流击穿问题,在分析了IGBT过流特性和过流检测方法的基础上,根据过流时IGBT集电极电流的大小分别设计了过载保护电路和短路保护电路。过载保护电路在检测到过载时立即关断IGBT,... 为解决绝缘栅双极性晶体管(IGBT)在实际应用中经常出现的过流击穿问题,在分析了IGBT过流特性和过流检测方法的基础上,根据过流时IGBT集电极电流的大小分别设计了过载保护电路和短路保护电路。过载保护电路在检测到过载时立即关断IGBT,根据不同的过载保护要求可实现持续封锁、固定时间封锁及单周期封锁IGBT的驱动信号;短路保护电路通过检测IGBT通态压降判别短路故障,利用降栅压、软关断和降频综合保护技术降低短路电流并安全关断IGBT。详细阐述了保护电路的保护机制及电路原理,最后对设计的所有保护电路进行了对应的过流保护测试,给出了测试波形图。试验结果表明,IGBT保护电路能及时进行过流检测并准确动作,IGBT在不同的过流情况下都得到了可靠保护。 展开更多

关键词 绝缘栅双极性晶体管 过流保护 降栅压 软关断

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IGBT机理建模及其基于神经网络的参数辨识方法 被引量：3

6

作者 孙跃 谭晶晶 唐春森 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1143-1149,1163,共8页

为获取专用的绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模型,实现IGBT电路的针对性优化,在Hefner模型的基础上,对IGBT的开通和关断状态进行了机理建模,并重点分析了其暂态过程.在此基础上,提出了基于神经网络优化算... 为获取专用的绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模型,实现IGBT电路的针对性优化,在Hefner模型的基础上,对IGBT的开通和关断状态进行了机理建模,并重点分析了其暂态过程.在此基础上,提出了基于神经网络优化算法对模型参数进行辨识的方法,获得了单个IGBT元件的机理模型.以一个FGA25N120型的IGBT为例,进行了仿真和实验研究,通过仿真与实验结果的对比,拟合优度达0.9,验证了本文所提机理模型的正确性及基于神经网络辨识所得参数的精确性. 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 神经网络 机理模型 参数辨识 开关暂态

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新型无损IGBT短路耐性测试电路 被引量：2

7

作者 黄建伟 刘国友 +3 位作者 余伟 罗海辉 朱利恒 覃荣震 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期70-75,共6页

为保护绝缘栅双极晶体管(IGBT)测试电路及芯片失效信息,提出了一种新型的无损IGBT短路安全工作区测试电路,可以在器件测试时根据测试电流、电压波形特征,自动识别IGBT是否发生失效。一旦被测器件在测试过程中发生失效,测试电路能够立即... 为保护绝缘栅双极晶体管(IGBT)测试电路及芯片失效信息,提出了一种新型的无损IGBT短路安全工作区测试电路,可以在器件测试时根据测试电流、电压波形特征,自动识别IGBT是否发生失效。一旦被测器件在测试过程中发生失效,测试电路能够立即自动将电流旁路,保护芯片表面不受二次大电流破坏,进而保护芯片失效信息,为芯片的失效分析提供依据。根据设计搭建了测试保护电路,并进行实验比较。通过分析对比失效IGBT模块及芯片内部结构,发现该新型测试电路能在IGBT失效后,保护被测IGBT芯片不被进一步破坏,为失效分析提供充分依据。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管(igbt) 短路测试 失效分析 短路安全工作区 无损测试

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IGBT驱动保护电路的设计与测试 被引量：9

8

作者 胡宇 吕征宇 《机电工程》 CAS 2008年第7期58-60,71,共4页

在分析了绝缘栅双极性晶体管(IGBT)动态开关特性和过流状态下的电气特性的基础上,对常规的IGBT推挽驱动电路进行了改进,得到了具有良好过流保护特性的IGBT驱动电路。实践应用证明该电路结构简单,使用可靠,易于操作,配合数字信号处理器(D... 在分析了绝缘栅双极性晶体管(IGBT)动态开关特性和过流状态下的电气特性的基础上,对常规的IGBT推挽驱动电路进行了改进,得到了具有良好过流保护特性的IGBT驱动电路。实践应用证明该电路结构简单,使用可靠,易于操作,配合数字信号处理器(DSP)等控制芯片能达到很好的驱动效果。 展开更多

关键词 绝缘栅双极性晶体管 开关特性 数字信号处理器 过流保护 场效应晶体管

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IGBT驱动有源钳位电路的研究 被引量：6

9

作者 康劲松 宋隆俊 《电源学报》 CSCD 2014年第4期52-56,61,共6页

有源钳位电路可以有效地抑制绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)关断时的尖峰电压,但是有源钳位电路的频繁动作会增大损耗,危及整个系统的安全。所以在对传统的有源钳位电路模型进行电路分析的基础上,提出了... 有源钳位电路可以有效地抑制绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)关断时的尖峰电压,但是有源钳位电路的频繁动作会增大损耗,危及整个系统的安全。所以在对传统的有源钳位电路模型进行电路分析的基础上,提出了一种优化的有源钳位电路,分析比较了两种有源钳位电路关断时的暂态过程,建立了相应的损耗分析模型,对两种电路进行定性损耗分析的计算。最后通过Pspice的定量仿真实验,仿真与分析结果对比证实了所提出的开关模型和损耗模型的正确性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管 关断暂态分析 损耗分析 PSPICE仿真

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600V槽栅IGBT优良性能的机理分析

10

作者 吴郁 周璇 +5 位作者 金锐 胡冬青 贾云鹏 谭健 赵豹 李哲 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1313-1317,共5页

槽栅结构对功率绝缘栅双极晶体管(insulate gate bipolar transistor,IGBT)的影响主要是n-漂移区的电导调制而不是对沟道电阻的改善,为了论证这一问题,采用仿真工具Sentaurus TCAD,针对600 V的Trench IGBT和Planar IGBT两种结构的阻断... 槽栅结构对功率绝缘栅双极晶体管(insulate gate bipolar transistor,IGBT)的影响主要是n-漂移区的电导调制而不是对沟道电阻的改善,为了论证这一问题,采用仿真工具Sentaurus TCAD,针对600 V的Trench IGBT和Planar IGBT两种结构的阻断特性、导通特性和开关特性等进行仿真分析,重点研究了2种结构在导通态时n-漂移区和沟道区各自所占的通态压降的比例以及n-漂移区内的过剩载流子数量.结果表明:2种结构的沟道区压降所占比例较小且相差很少,槽栅结构的n-漂移区内载流子数量远超平面栅结构,电导调制效果更好,即槽栅结构主要是对n-漂移区的电导调制的改善.同时研究了2种IGBT结构的E_(off)-V_(CE(on))折中曲线,发现槽栅IGBT具有更低的通态压降和关断损耗. 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管(insulate gate bipolar transistor igbt) 槽栅 平面栅 通态压降 关断损耗

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封装键合点对IGBT UIS失效的影响研究 被引量：3

11

作者 李琦 徐弘毅 +3 位作者 金锐 谢刚 郭清 盛况 《机电工程》 CAS 2015年第5期707-711,共5页

为了解决绝缘栅双极型晶体管在实际应用当中的典型关断失效问题,对其在电感无钳位开关条件下的电压应力、电流应力、雪崩能力以及失效模式进行了研究。基于电感无钳位开关测试电路,着重探讨了UIS条件下IGBT的击穿机理。封装打线时将铝... 为了解决绝缘栅双极型晶体管在实际应用当中的典型关断失效问题,对其在电感无钳位开关条件下的电压应力、电流应力、雪崩能力以及失效模式进行了研究。基于电感无钳位开关测试电路,着重探讨了UIS条件下IGBT的击穿机理。封装打线时将铝线分别键合于多个IGBT芯片发射极的不同部位,并基于自主搭建的测试平台,对该批初步封装的IGBT芯片进行了电感无钳位开关条件下的应力测试。最后提出了封装改进建议,避免封装键合点对于IGBT UIS失效的影响。实验结果表明:封装焊线在IGBT发射极金属所引入的横向电阻会导致IGBT芯片的并联元胞等效电阻不均匀,并使电流更易集中于封装键合点附近,最终导致IGBT芯片在UIS条件下的失效点均位于铝线键合点附近。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 UIS 失效分析

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IGBT模块的新型开关模型与损耗分析 被引量：6

12

作者 徐晓贤 沙广林 +2 位作者 庄园 刘瑨琪 王聪 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期152-158,共7页

为解决绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)模块开关模型适用性差、拟合度低、开关损耗难以实时连续计算的问题,通过分析IGBT模块开关过程的动、静态特性,着重考虑器件结温和杂散参数等参考量对IGBT开关过程中... 为解决绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)模块开关模型适用性差、拟合度低、开关损耗难以实时连续计算的问题,通过分析IGBT模块开关过程的动、静态特性,着重考虑器件结温和杂散参数等参考量对IGBT开关过程中的瞬时电压、电流波形的影响,基于曲线拟合理论,建立了IGBT模块的开关模型与损耗模型。所建立的开关模型通用性强,适用于相邻开关周期内开关管导通电流不相等的电路;损耗模型精确度高,能够实时累加计算电路的损耗数值。基于Matlab/Simulink环境对开关过程进行仿真并搭建了双重移相DC-DC实验样机进行验证,仿真与实验结果验证了所提出的开关模型及损耗模型的正确性和准确性。 展开更多

关键词 igbt 开关暂态模型 开关损耗模型 曲线拟合

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基于对偶原理的IGBT并联均流缓冲电路研究 被引量：2

13

作者 王嘉智 吴小涛 +2 位作者 刘福临 刘乾易 邹润民 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期3962-3971,共10页

多个绝缘栅双极型晶体管(insulategatebipolar transistor,IGBT)并联是大功率电力电子应用领域提高设备电流等级的一条重要途径,而实现IGBT之间的并联均流则是保证其安全稳定运行的关键。文章在对IGBT串联均压缓冲机理研究的基础上,从在... 多个绝缘栅双极型晶体管(insulategatebipolar transistor,IGBT)并联是大功率电力电子应用领域提高设备电流等级的一条重要途径,而实现IGBT之间的并联均流则是保证其安全稳定运行的关键。文章在对IGBT串联均压缓冲机理研究的基础上,从在IGBT两端并联电容可降低电压变化率的原理出发,推断出可通过串联电感来抑制IGBT电流的变化,进而应用对偶原理构建出一类基于串联电感的并联均流缓冲电路及其改进型拓扑。结合模态图从理论上分析新型缓冲电路工作原理,发现所提出IGBT并联均流缓冲电路具备结构简单、易于实现的优点,还兼具静态和动态均流效果。仿真和实验表明所提出方法可以有效抑制过电流,降低电流不均衡度。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管并联 串联电感 对偶原理 均流 缓冲电路

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逆导型IGBT电压回跳现象在电路应用中的影响分析 被引量：2

14

作者 黄靖杰 马柯 +1 位作者 犬石昌秀 张明 《电源学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期183-192,共10页

逆导型IGBT(RC-IGBT)是一种新型功率半导体器件,实现了IGBT和续流二极管的片内集成,具有体积小、成本低、功率密度高、正温度系数、良好的功率循环能力和关断特性等诸多优势。RC-IGBT正向导通时存在电压回跳现象,建立物理模型详细分析... 逆导型IGBT(RC-IGBT)是一种新型功率半导体器件,实现了IGBT和续流二极管的片内集成,具有体积小、成本低、功率密度高、正温度系数、良好的功率循环能力和关断特性等诸多优势。RC-IGBT正向导通时存在电压回跳现象,建立物理模型详细分析其产生机理及影响因素,得出了缓冲层掺杂浓度是决定回跳电压大小的重要因素。进一步通过控制变量法,利用TCAD仿真软件,从导通特性、并联均流特性和开关特性三个方面详细测试,分析了具有不同程度回跳现象的RC-IGBT在实际电路应用中的影响。通过合理的参数选择,可将回跳电压控制在可接受的范围内,并提高了器件的综合性能,为RC-IGBT设计优化和实际应用提供了有价值的参考和理论指导。 展开更多

关键词 逆导型igbt 回跳现象 并联均流测试 软开关测试

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电流源型驱动在高功率密度IGBT5中的应用研究 被引量：1

15

作者 秦海洋 郑姿清 +2 位作者 赵振波 王天真 李佳旭 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期159-165,共7页

绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)的不断发展也推动着驱动技术的发展。为了减小高功率密度IGBT开通损耗以及优化电流变化率di/dt,提升系统的功率密度和能量转换效率,使用一种具有转换速率控制功能的驱动芯片... 绝缘栅双极型晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)的不断发展也推动着驱动技术的发展。为了减小高功率密度IGBT开通损耗以及优化电流变化率di/dt,提升系统的功率密度和能量转换效率,使用一种具有转换速率控制功能的驱动芯片设计电流源型驱动。通过双脉冲实验平台进行测试,将结果与传统的电压源型驱动测试的结果进行对比、分析,从而验证该电流源型驱动在减小开通损耗和优化电流变化率di/dt方面的优势,为驱动电路的研究与设计提供参考。 展开更多

关键词 高功率密度 igbt 电流源型驱动 开关损耗

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15kV SiC IGBT芯片常温动态特性测试 被引量：1

16

作者 杜泽晨 吴沛飞 +5 位作者 任志军 杨晓磊 张一杰 赵志斌 柏松 杨霏 《半导体技术》 CAS 北大核心 2020年第9期723-729,共7页

与传统的硅基器件相比,碳化硅绝缘栅双极型晶体管(SiC IGBT)具有更小的导通电阻、更高的耐受电压以及更快的开关速度。由于这些优异的特性,SiC IGBT在电力行业有较大的市场需求。基于一款自主研发的15 kV SiC IGBT芯片,测量了芯片的静... 与传统的硅基器件相比,碳化硅绝缘栅双极型晶体管(SiC IGBT)具有更小的导通电阻、更高的耐受电压以及更快的开关速度。由于这些优异的特性,SiC IGBT在电力行业有较大的市场需求。基于一款自主研发的15 kV SiC IGBT芯片,测量了芯片的静态特性,搭建了芯片的动态特性测试平台,测量了常温下该15 kV SiC IGBT芯片在2000~9000 V下的动态特性参数,包括开关时间和开关损耗,分析了芯片开关特性参数与外接高压直流源电压的关系,为该型号IGBT芯片性能的进一步改进、优化提供了实验支撑。 展开更多

关键词 碳化硅(SiC) 绝缘栅双极型晶体管(igbt) 动态特性 双脉冲测试 开关特性

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回跳现象对RC-IGBT器件功率循环测试的影响 被引量：2

17

作者 谢露红 赵雨山 +3 位作者 邓二平 张莹 王哨 黄永章 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期5607-5618,共12页

逆导型绝缘栅双极型晶体管(reverse conducting insulated gate bipolar transistor,RC-IGBT)是一种新型IGBT器件,其在IGBT芯片结构中集成了一个快恢复二极管,具有成本低、封装工艺简单、功率密度高、抗浪涌电流能力高等特点,因而备受... 逆导型绝缘栅双极型晶体管(reverse conducting insulated gate bipolar transistor,RC-IGBT)是一种新型IGBT器件,其在IGBT芯片结构中集成了一个快恢复二极管,具有成本低、封装工艺简单、功率密度高、抗浪涌电流能力高等特点,因而备受工业界关注,对其可靠性的要求也越来越高。但是,由于RC-IGBT器件特殊的芯片结构,使得其输出特性曲线上具有回跳现象。而回跳现象是否会对RC-IGBT可靠性的考察产生影响还有待研究。因此文中首先深入分析回跳现象产生的机理,并结合考察器件可靠性最重要的实验——功率循环实验的原理阐述,分析得到回跳现象可能会对功率循环中结温测量、并联分流和功率循环寿命及失效形式3个方面产生影响,并通过设计实验进行论证。实验结果表明,回跳现象会对VCE(T)法进行结温测量产生影响,而对VF(T)法进行结温测量没有影响;通过并联分流实验发现,具有较小回跳电压的器件会在电流流过器件瞬间分得更多的电流,但是其影响时间较短;通过不同导通模式下的功率循环实验对比分析可知,回跳现象对分立器件的功率循环寿命及失效方式没有影响。 展开更多

关键词 逆导型绝缘栅双极型晶体管 回跳现象 结温测量 并联分流 功率循环测试

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压接型IGBT内部栅极电压一致性影响因素及调控方法 被引量：2

18

作者 张冠柔 傅实 +4 位作者 彭程 李学宝 唐新灵 赵志斌 崔翔 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第5期393-401,共9页

压接型绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动印制电路板(PCB)寄生参数不一致会引起瞬态过程中内部IGBT芯片栅极电压不一致,芯片不能同时开通,造成芯片的瞬态不均流。结合压接型IGBT驱动PCB结构及运行工况,建立了包含驱动源、芯片模型、驱动PCB... 压接型绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动印制电路板(PCB)寄生参数不一致会引起瞬态过程中内部IGBT芯片栅极电压不一致,芯片不能同时开通,造成芯片的瞬态不均流。结合压接型IGBT驱动PCB结构及运行工况,建立了包含驱动源、芯片模型、驱动PCB的一体化电路模型,分析了栅极内电阻、栅射极电容以及驱动电阻对驱动电压一致性的影响。在此基础上提出了驱动PCB电感匹配、并联芯片数匹配以及集中电阻补偿的驱动PCB的调控方法,以实现对栅极电压一致性的有效调控。研究表明驱动电阻是造成芯片栅极电压不一致的主要因素。利用上述调控方法可将芯片开通时间的不均衡度由79.2%分别降低至2.86%、7.1%和7.5%,实验验证了所提出的驱动PCB调控方法的有效性。 展开更多

关键词 压接型绝缘栅双极晶体管(igbt) 并联均流 栅极电压一致性 驱动印制电路板(PCB) 布线原则 调控方法

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仿真研究NPT-IGBT器件的瞬态特性

19

作者 刘钺杨 金锐 +1 位作者 赵哿 于坤山 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期347-351,共5页

绝缘栅双极晶体管(IGBT)具有驱动简单、易于并联的优点,在高端领域得到广泛应用。以1 200 V非穿通型IGBT(NPT-IGBT)为例,仿真研究IGBT的器件结构对瞬态特性的影响(主要是开关特性和短路特性),并探讨器件短路工作过程中的自升温效应。另... 绝缘栅双极晶体管(IGBT)具有驱动简单、易于并联的优点,在高端领域得到广泛应用。以1 200 V非穿通型IGBT(NPT-IGBT)为例,仿真研究IGBT的器件结构对瞬态特性的影响(主要是开关特性和短路特性),并探讨器件短路工作过程中的自升温效应。另外,在保证导通沟道长度不变的前提下,研究pin区与MOS区所占元胞尺寸比例k对IGBT通态电压与关断损耗折衷关系的影响,以及采用自对准工艺进行元胞设计对器件短路特性的影响。研究发现:合理设计氧化隔离层的尺寸能明显提高IGBT的抗短路能力,从而提高器件坚固性;比例系数k越大,通态损耗越低,而开关损耗越高,设计时需综合考虑通态电压和关断损耗的折衷。适当选取k值能完成最优化的器件设计。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管 氧化隔离层 开关损耗 短路耐量 折衷设计

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智能电网用高功率密度1500A/3300V绝缘栅双极晶体管模块 被引量：20

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作者 刘国友 黄建伟 +2 位作者 覃荣震 罗海辉 朱利恒 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2784-2792,共9页

基于双扩散金属氧化物半导体(diffused metal-oxide semiconductor,DMOS)元胞设计技术,针对智能电网的需求,引入"电子注入增强"以及台面栅技术,优化了3 300 V绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)芯片... 基于双扩散金属氧化物半导体(diffused metal-oxide semiconductor,DMOS)元胞设计技术,针对智能电网的需求,引入"电子注入增强"以及台面栅技术,优化了3 300 V绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)芯片的整体性能。基于该芯片制造出的1 500 A/3 300 V高功率密度IGBT模块,相对于优化前其额定电流从1 200 A上升到了1 500 A(上升了25%),同时导通压降从2.8 V下降到了2.4 V(下降了14%),最高工作结温从125℃提升到150℃。反偏安全工作区(reverse biased safe operation area,RBSOA)与短路安全工作区(short-circuit safe operation area,SCSOA)测试显示,该模块能在集电极电压为2 000 V的情况下关断3 000 A的电流,并且在栅电压为15 V、集电极电压为2 000 V的短路条件下的安全工作时间超过10?s。测试结果显示,该模块导通压降及开关损耗性能与同类型国际主流产品相当。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管 智能电网 电子注入增强 台面栅 igbt模块 短路安全工作区

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