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1200V场终止型绝缘栅双极晶体管的ADE物理建模及参数提取 被引量：2
1
作者 陆戴 王文杰 +2 位作者 王庆珍 于平平 姜岩峰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期434-439,共6页
绝缘栅双极晶体管(IGBT)是微电子学研究的热点之一,而相关电路仿真迫切需要该器件的等效模型.本文提出基于傅里叶解双极扩散方程(ADE)的1200V场终止型IGBT物理模型,通过RC电路等效漂移区载流子分布,精确求解双极扩散方程.该模型针对大功... 绝缘栅双极晶体管(IGBT)是微电子学研究的热点之一,而相关电路仿真迫切需要该器件的等效模型.本文提出基于傅里叶解双极扩散方程(ADE)的1200V场终止型IGBT物理模型,通过RC电路等效漂移区载流子分布,精确求解双极扩散方程.该模型针对大功率IGBT的工作原理,采用大注入假设条件,在综合分析场终止层的同时,根据1200V场终止型IGBT的特点考虑漂移区载流子的复合效应.在提取器件模型所需的关键参数后,用实际IG-BT的测量结果对该模型的仿真结果进行了验证,通过分析静态以及关断瞬态特性曲线,仿真与实验数据误差均值小于8%,证明所建模型及参数提取方法的精确度. 展开更多
关键词 场终止型绝缘栅双极晶体管 双极扩散方程 物理模型
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绝缘栅双极型晶体管失效机理与寿命预测模型分析 被引量：38
2
作者 陈明 胡安 刘宾礼 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期65-71,共7页
针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的主要失效机理,特别是键合引线失效过程,采用高速红外热成像仪对键合引线失效过程的结温温度场分布实时探测试验,同时对IGBT模块电气与传热特性进行监控,发现IGBT在高结温与高温度梯度时主要的失效形式是... 针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的主要失效机理,特别是键合引线失效过程,采用高速红外热成像仪对键合引线失效过程的结温温度场分布实时探测试验,同时对IGBT模块电气与传热特性进行监控,发现IGBT在高结温与高温度梯度时主要的失效形式是键合引线翘曲与熔化,在外部特性上表现为集射极压降值增大,而热阻基本不变.提出了提高器件可靠性、延长使用寿命的方法.在加速寿命试验原理的基础上,通过开展高温下的功率循环测试,并对试验数据进行拟合,得到了加入电流等级和最高工作结温的改进寿命预测模型.通过试验数据误差分析对比,发现该模型精度较原有模型在不同测试条件下均有提高,适用范围从80 K拓宽到100K. 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 失效机理 寿命预测模型 键合引线
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10kV绝缘栅双极型晶体管固体开关的研制 被引量：12
3
作者 甘孔银 汤宝寅 +5 位作者 王浪平 王小峰 王松雁 卢和平 黎明 朱剑豪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1033-1036,共4页
　采用8只IXLF19N250A绝缘栅双极型晶体管串联研制成功了10kV固体开关。试验表明:该固体开关最高输出电压为14kV,最高输出脉冲电流为20A、输出脉冲宽度可在2112μs之间以1μs步长变化,脉冲重复频率范围为1Hz4kHz,短时间可以工作到8.6kHz。
关键词 绝缘栅双极型晶体管 固体开关 串联
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绝缘栅双极型晶体管脉冲工作时结温特性及温度分布研究 被引量：11
4
作者 陈明 胡安 +1 位作者 唐勇 汪波 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期70-76,共7页
建立了电热耦合和损耗热场耦合计算模型,采用该模型,获得了相同外部条件下的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片结温波动特性及温度分布特征,完成了使用红外热成像实时探测短时脉冲工作方式下IGBT芯片表面温度波动及分布特性的预测.探测结果... 建立了电热耦合和损耗热场耦合计算模型,采用该模型,获得了相同外部条件下的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片结温波动特性及温度分布特征,完成了使用红外热成像实时探测短时脉冲工作方式下IGBT芯片表面温度波动及分布特性的预测.探测结果表明,在一定散热条件和占空比不大的情况时,短时脉冲间歇等非周期瞬态工作方式下芯片表面温度快速上升之后,进入一个缓慢的上升周期,实验也表明,在特殊工作场合时可突破器件手册推荐使用的最大电流值.利用建立的热分析模型,还可以实现对不同工作方式下器件结壳温差和结温波动幅度的预测. 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 短时脉冲 结温特性 温度分布 电热耦合
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绝缘栅双极型晶体管的研究进展 被引量：7
5
作者 张金平 李泽宏 +2 位作者 任敏 陈万军 张波 《中国电子科学研究院学报》 2014年第2期111-119,共9页
作为一种新型的功率半导体器件,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以其优越的性能,成为中高功率电力电子领域的主流功率开关器件,被广泛应用于智能电网、新能源、高速铁路、工业控制、汽车电子、家电产品、消费电子等领域。概述了IGBT的演变历... 作为一种新型的功率半导体器件,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以其优越的性能,成为中高功率电力电子领域的主流功率开关器件,被广泛应用于智能电网、新能源、高速铁路、工业控制、汽车电子、家电产品、消费电子等领域。概述了IGBT的演变历程以及主要技术发展,同时对我国IGBT的发展现状进行了分析。 展开更多
关键词 功率半导体器件 绝缘栅双极型晶体管 研究进展
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绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动及保护电路的研究 被引量：12
6
作者 郝润科 杨一波 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第3期283-285,共3页
介绍了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的电气特性和对栅极驱动的要求,结合IGBT模块的电气特性对IGBT驱动电路和保护电路的设计进行了分析和讨论,并给出了一些典型电路以供大家参考.
关键词 绝缘栅双极型晶体管 驱动 保护
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逆阻型绝缘栅双极晶体管研究进展 被引量：2
7
作者 张广银 沈千行 +3 位作者 张须坤 田晓丽 卢烁今 朱阳军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期721-729,共9页
逆阻型绝缘栅双极型晶体管(RB-IGBT)是一种新型的IGBT器件,它是将IGBT元胞结构与耐高压的二极管元胞结构集成到同一个芯片上。RB-IGBT相比于传统的IGBT串联一个二极管的模式,具有总通态压降低、成本低、总功耗低和电路结构简单等诸多优... 逆阻型绝缘栅双极型晶体管(RB-IGBT)是一种新型的IGBT器件,它是将IGBT元胞结构与耐高压的二极管元胞结构集成到同一个芯片上。RB-IGBT相比于传统的IGBT串联一个二极管的模式,具有总通态压降低、成本低、总功耗低和电路结构简单等诸多优点。自从被提出以来,RB-IGBT在结构设计和加工工艺方面不断得到改进,其性能不断提升,使得RB-IGBT拥有更为广阔的应用前景。综述了RB-IGBT的发展历程和双向耐压原理,重点阐述了不断改进的RB-IGBT结构和国际上采用的加工工艺。针对热预算、工艺难度和工艺成本等,分析了不同工艺技术的优缺点,重点探讨了工艺的实现方式。对RB-IGBT的发展趋势进行了分析和预测,认为混合隔离技术和漂移区的改进将是下一代RB-IGBT的发展方向。 展开更多
关键词 功率器件 逆阻型绝缘栅双极型晶体管(RB-IGBT) 反向阻断 隔离技术 终端 混合隔离
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广州地铁增购列车的辅助系统充电机绝缘栅双极型晶体管爆裂故障分析及整改措施 被引量：2
8
作者 张三多 卢勇 +1 位作者 段玉玲 程婷 《城市轨道交通研究》 北大核心 2015年第3期136-138,共3页
对广州地铁1、2、8号线增购列车在调试工作中发现的辅助系统充电机绝缘栅双极型晶体管(IGBT)爆裂故障原因进行了分析,对充电机控制逻辑及工作原理进行了深入研究。指出了故障原因是充电器控制逻辑有缺陷,并提出了相应的整改措施。
关键词 广州地铁 辅助系统 充电机 绝缘栅双极型晶体管 爆裂故障 整改措施
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高温功率循环下绝缘栅双极型晶体管失效特征及机理分析 被引量：9
9
作者 陈明 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期119-126,共8页
结合绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块结构和工作的不同阶段,分析了IGBT失效类型及其失效机理。深入分析了影响IGBT工作寿命的3种封装失效类型及失效机理。高结温、大温度梯度极端工作方式下主要的封装失效类型是键合引线失效,由某一根或... 结合绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块结构和工作的不同阶段,分析了IGBT失效类型及其失效机理。深入分析了影响IGBT工作寿命的3种封装失效类型及失效机理。高结温、大温度梯度极端工作方式下主要的封装失效类型是键合引线失效,由某一根或几根过载引起电流分配不均引发,失效前压降大,热阻基本不变。通过分析得到IGBT模块的寿命值近似服从Weibull分布。实验过程中结合各类显微镜和红外热像仪得出的失效特征分布规律表明:经过功率循环后的芯片表面中心区域、边缘绝缘保护环原胞结构均由规则点阵变化为点阵中出现小的黑圈、空穴、裂纹,变得不再规则;各物理层接触面间的缺陷由芯片向下呈递减趋势;IGBT模块各物理层不平整度由基板向上呈递减趋势。通过实际实验发现,可将压降的突变位置作为IGBT可靠性评估的标准。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 功率循环 失效 键合引线 焊料层
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逆导型非穿通绝缘栅双极晶体管仿真 被引量：1
10
作者 杨坤进 汪德文 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期517-520,529,共5页
仿真了逆导型(RC)非穿通-绝缘栅双极晶体管(NPT-IGBT)的器件结构及其"折回效应"现象的I-V特性曲线,研究了一些器件重要结构参数(背面阳极n+区域与p+区域尺寸比例Ln/Lp以及n-漂移区厚度)对所仿真的逆导型NPT-IGBT器件电流"... 仿真了逆导型(RC)非穿通-绝缘栅双极晶体管(NPT-IGBT)的器件结构及其"折回效应"现象的I-V特性曲线,研究了一些器件重要结构参数(背面阳极n+区域与p+区域尺寸比例Ln/Lp以及n-漂移区厚度)对所仿真的逆导型NPT-IGBT器件电流"折回效应"的影响。用"MOSFET+pin二极管"等效电路模型分析了仿真结果中得到的结论。结果表明,Ln/Lp与n-漂移区厚度对"折回效应"幅度影响显著。在n-漂移区厚度为60μm时,Ln/Lp尺寸比例在5/11和2/14(μm/μm)之间,"折回效应"幅度较低,并且反向二极管具有导通能力,可以成为对应RC-NPT-IGBT的工艺窗口;在n-漂移区厚度达到150μm时,"折回效应"接近消失,Ln/Lp尺寸比例可以有更宽的选择。 展开更多
关键词 绝缘栅双极晶体管(IGBT) 非穿通型(NPT) 逆向导通(RC) “折回效应” 电导调制效应
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轨道交通绝缘栅双极型晶体管模块封装材料的制备技术及其显微组织研究
11
作者 范明保 王永亮 +3 位作者 黄林 肖宇 张力 邢大伟 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第2期120-122,共3页
作为电气系统组件,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块在轨道交通领域有着广泛应用。封装材料的性能直接影响IGBT模块的使用寿命和稳定性。Al-50%Si合金是IGBT模块较为理想的封装材料。采用粉末冶金结合双向分级热压致密化成型工艺,制备了Al-... 作为电气系统组件,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块在轨道交通领域有着广泛应用。封装材料的性能直接影响IGBT模块的使用寿命和稳定性。Al-50%Si合金是IGBT模块较为理想的封装材料。采用粉末冶金结合双向分级热压致密化成型工艺,制备了Al-50%Si合金材料。使用OM、SEM方法(扫描电子显微镜)分析热压态及热处理态合金的显微组织。结果表明,在烧结温度为720℃且保温50 min后,能够获得Si相尺寸与分布控制较好的合金;在热扩散温度为540℃,扩散处理3.5 h后,能够有效熔断纤维状与细针状共晶硅。 展开更多
关键词 轨道交通 绝缘栅双极型晶体管模块 封装材料 制备技术 显微组织
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IR推出新型绝缘栅双极型晶体管（1GBT）系列
12
《中国集成电路》 2012年第11期9-9,共1页
日前，国际整流器公司（InternationalRectifier，简称IR）推出IRGR4045DPbF和IRGS4045DPbF，以此拓展绝缘栅双极型晶体管（IGBT）系列。全新600V超高速沟道IGBT能够为洗衣机和冰箱等家电与轻工业电机驱动应用提升性能及效率。
关键词 绝缘栅双极型晶体管 国际整流器公司 IR 电机驱动 IGBT 轻工业 洗衣机 超高速
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结合整车路谱的绝缘栅双极型晶体管模块寿命预测方法研究
13
作者 潘彦全 刘志强 +1 位作者 李敏 刘佳男 《汽车工程师》 2023年第7期6-10,共5页
为实现绝缘栅双极型晶体管(IGBT)寿命的准确预测,提出一种基于模型的IGBT寿命预测方法。根据整车路谱信息仿真获得相电压、相电流及功率因数,查表得到电机逆变器的开关频率并计算IGBT的损耗,结合热网络模型计算IGBT的结温,进而获取IGBT... 为实现绝缘栅双极型晶体管(IGBT)寿命的准确预测,提出一种基于模型的IGBT寿命预测方法。根据整车路谱信息仿真获得相电压、相电流及功率因数,查表得到电机逆变器的开关频率并计算IGBT的损耗,结合热网络模型计算IGBT的结温,进而获取IGBT温度变化曲线,并利用雨流计数法提取特征参数,结合IGBT的寿命模型评估相应路谱的IGBT损伤率,从而对IGBT的寿命是否满足设计要求进行评价。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 整车路谱 寿命预测 雨流计数法
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550 V无电压折回逆导型横向绝缘栅双极晶体管器件设计
14
作者 杨瑞丰 《电子产品世界》 2020年第9期73-75,79,共4页
逆导型横向绝缘栅双极晶体管(RC-LIGBT)由于高电流密度、小封装成本等优点,成为了功率器件领域内主流器件之一,然而其会受到电压折回现象的不利影响。本文提出了一种基于绝缘体上硅技术的RCLIGBT器件,将续流二极管集成在位于埋氧层下的... 逆导型横向绝缘栅双极晶体管(RC-LIGBT)由于高电流密度、小封装成本等优点,成为了功率器件领域内主流器件之一,然而其会受到电压折回现象的不利影响。本文提出了一种基于绝缘体上硅技术的RCLIGBT器件,将续流二极管集成在位于埋氧层下的衬底,利用埋氧层的隔离特性实现了IGBT与续流二极管之间的电学隔离,进而实现了完全消除电压折回现象。仿真结果显示:在几乎相同的耐压和反向导通能力下,由于更小的器件尺寸,本文提出的器件获得了更高的电流密度;本文器件的导通压降与关断损耗分别相比于传统器件降低14.4%和62.2%,实现了更好的导通压降与关断损耗的折中。 展开更多
关键词 逆导型横向绝缘栅双极晶体管 电压折回现象 绝缘体上硅 导通压降 关断损耗
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场终止型IGBT基区掺杂浓度计算的新方法 被引量：5
15
作者 唐勇 胡安 李平 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期217-220,共4页
基于场终止型IGBT的结构特点与工作机理,提出了一种通过提取IGBT拖尾电流计算基区掺杂浓度新方法,该方法针对已有商用器件只需测试端口电气参数而无需破坏性实验,具有易操作、准确性高的特点。最后分析了一般硬开关和附加吸收电路对IGB... 基于场终止型IGBT的结构特点与工作机理,提出了一种通过提取IGBT拖尾电流计算基区掺杂浓度新方法,该方法针对已有商用器件只需测试端口电气参数而无需破坏性实验,具有易操作、准确性高的特点。最后分析了一般硬开关和附加吸收电路对IGBT关断拖尾电流测试的影响,提出一种新的测试电路并进行了拖尾电流提取实验,同时也验证了该方法的准确性。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 场终止结构 基区掺杂浓度 拖尾电流
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缓变场终止型IGBT特性的仿真 被引量：2
16
作者 匡勇 贾云鹏 +4 位作者 金锐 吴郁 屈静 苏洪源 李蕊 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期29-33,43,共6页
为改善场终止型绝缘栅双极型晶体管（FS-IGBT）电场终止能力的可靠性,对一种缓变场终止型绝缘栅双极型晶体管（GFS-IGBT）的特性进行了仿真研究。与传统FS-IGBT的突变场终止层不同,GFS-IGBT所具有的场终止层是一个厚度为20-30μm,峰值... 为改善场终止型绝缘栅双极型晶体管（FS-IGBT）电场终止能力的可靠性,对一种缓变场终止型绝缘栅双极型晶体管（GFS-IGBT）的特性进行了仿真研究。与传统FS-IGBT的突变场终止层不同,GFS-IGBT所具有的场终止层是一个厚度为20-30μm,峰值掺杂浓度为3.5×10^15cm^-3的缓变场终止层。采用Sentaurus TCAD仿真软件,对600 V/20 A的FS-IGBT与GFS-IGBT和非穿通型IGBT（NPT-IGBT）在导通、开关和短路特性等方面进行了对比仿真。结果表明,在给定的参数范围内,GFS-IGBT具有更低的通态压降、良好的关断电压波形以及更小的关断能耗。最后介绍了一种针对600 V IGBT器件的缓变场终止结构的制造技术。 展开更多
关键词 缓变掺杂 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 通态压降 关断损耗 场终止结构
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基于双分支Cauer模型的IGBT模块焊料层老化监测方法
17
作者 刘雪庭 杜明星 +1 位作者 马格 尹艺迪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期336-341,共6页
以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的焊料层为研究对象,在传统Cauer模型的基础上,提出考虑芯片-铜端子热流支路的双分支Cauer模型,利用光纤温度传感器测量裸露在IGBT模块外部的铜端子温度和IGBT模块底板温度,以获取IGBT芯片结温,通过分析芯片... 以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的焊料层为研究对象,在传统Cauer模型的基础上,提出考虑芯片-铜端子热流支路的双分支Cauer模型,利用光纤温度传感器测量裸露在IGBT模块外部的铜端子温度和IGBT模块底板温度,以获取IGBT芯片结温,通过分析芯片结温、铜端子温度、底板温度的变化规律,准确定位焊料层老化位置,以区分芯片焊料层老化和底板焊料层老化,从而实现对不同焊料层的老化状态监测。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 状态监测 有限元分析 焊料层老化 Cauer热网络模型
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一种新型SOI衬底上带有阳极辅助栅结构的SJ-LIGBT
18
作者 关旭 吴琼乐 +3 位作者 王泽华 柏文斌 管超 陈吕赟 《信息与电子工程》 2012年第1期114-117,共4页
提出了一种新型的SOI衬底上的横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT)。该LIGBT在漂移区采用了超结(SJ)结构,并且在阳极采用了新颖的阳极辅助栅结构。这种器件由于采用了上述2种结构,相比于普通的LIGBT,它的正向压降更低,开关速度更快。文章对... 提出了一种新型的SOI衬底上的横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT)。该LIGBT在漂移区采用了超结(SJ)结构,并且在阳极采用了新颖的阳极辅助栅结构。这种器件由于采用了上述2种结构,相比于普通的LIGBT,它的正向压降更低,开关速度更快。文章对器件的一些关键参数(如P-drift区掺杂浓度、阳极栅宽度和载流子寿命)对器件关断时间的影响进行了仿真。仿真结果表明,提出的新型结构器件与常规LIGBT器件相比,关断速度可以提高30%。 展开更多
关键词 横向绝缘栅双极型晶体管 超结器件 阳极辅助栅 关断时间
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1200V沟槽栅/平面栅场截止型IGBT短路耐量特性研究 被引量：1
19
作者 陈天 杨晓鸾 季顺黄 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期111-119,共9页
研究了沟槽栅与平面栅结构1 200V/20A场截止(Field-stop)型(绝缘栅双极型晶体管)(IGBT)的短路耐量特性,从测试电路参数与器件本身的结构与工艺两方面对具有沟槽栅及平面栅结构的场截止型IGBT进行了探究,其中热耗散为引起击穿的主要原因... 研究了沟槽栅与平面栅结构1 200V/20A场截止(Field-stop)型(绝缘栅双极型晶体管)(IGBT)的短路耐量特性,从测试电路参数与器件本身的结构与工艺两方面对具有沟槽栅及平面栅结构的场截止型IGBT进行了探究,其中热耗散为引起击穿的主要原因。实际制作了沟槽栅-场截止型IGBT,采用优化的正面沟槽结构结合背面场截止薄片工艺,选择了合适的集电极-发射极间的饱和电流保证器件具有较低的导通压降的同时减少了焦耳热的产生,提升了芯片自身的抗短路能力(tsc>12μs),有利于沟槽栅IGBT应用的可靠性。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 短路耐量 沟槽栅 平面栅 场截止
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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
20
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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