回跳现象对RC-IGBT器件功率循环测试的影响 被引量：2

1

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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逆导型IGBT发展概述 被引量：11

2

作者 张文亮 田晓丽 +1 位作者 谈景飞 朱阳军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期836-841,共6页

逆导型绝缘栅双极型晶体管是一种新型的IGBT器件,它是将IGBT元胞结构以及快恢复二极管(FRD)元胞结构集成在同一个芯片上。逆导型IGBT器件具有小尺寸、高功率密度、低成本、高可靠性等诸多优点,但是逆导型IGBT的电压回跳现象限制了它在... 逆导型绝缘栅双极型晶体管是一种新型的IGBT器件,它是将IGBT元胞结构以及快恢复二极管(FRD)元胞结构集成在同一个芯片上。逆导型IGBT器件具有小尺寸、高功率密度、低成本、高可靠性等诸多优点,但是逆导型IGBT的电压回跳现象限制了它在实际中的应用。研究了逆导型IGBT器件的结构原理以及回跳现象产生的原因,介绍了引导区结构和背面版图正交布局两种有效抑制回跳现象的方法。通过合理的设计,逆导型IGBT基本上克服了传统的特性缺陷,这将使逆导型IGBT在未来有更为广阔的应用前景。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 逆导型绝缘栅双极型晶体管 初次回跳 二次回跳 引导区

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功率变换器IGBT开关模块的传导电磁干扰预测 被引量：20

3

作者 肖芳 孙力 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第33期157-164,189,共8页

提出一种新的频域模块化建模方法,用于预测功率变换器中传导电磁干扰噪声源。该建模方法以绝缘栅双极晶体管开关模块为基本单元,在一定的开关条件下,建立诺顿等效电路,获得噪声电流源和噪声源阻抗,连同传播路径一起构成功率变换器系统... 提出一种新的频域模块化建模方法,用于预测功率变换器中传导电磁干扰噪声源。该建模方法以绝缘栅双极晶体管开关模块为基本单元,在一定的开关条件下,建立诺顿等效电路,获得噪声电流源和噪声源阻抗,连同传播路径一起构成功率变换器系统的电磁干扰预测模型。搭建一个标准的实验平台,可以方便地控制开关条件以及提取传播路径参数。实验结果表明,该模块化模型可以精确预测整个传导干扰频段内的电磁干扰噪声。最后的非线性分析验证了该方法的有效性和通用性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管开关模块 传导电磁干扰 诺顿等效电路 预测

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功率变换器去耦电容参数选择与过电压预测 被引量：4

4

作者 肖芳 戈宝军 陶大军 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期14-22,共9页

功率变换器在高速开通与关断的过程中产生的电磁干扰影响系统的正常运行,提出一种基于绝缘栅双极晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)开关模块的功率变换器电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)噪声源建模方法,可以... 功率变换器在高速开通与关断的过程中产生的电磁干扰影响系统的正常运行,提出一种基于绝缘栅双极晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)开关模块的功率变换器电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)噪声源建模方法,可以精确的预测整个传导干扰频段内的EMI噪声。分析去耦电容对电路的影响,基于IGBT模块等效电磁干扰噪声源模型来预测功率变换器产生的过电压,通过对过电压的分析选择去耦电容的参数,整个分析体现如何应用该模型进行参数选择的过程。最后,仿真和实验表明参数选择的正确性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管开关模块 电磁干扰 预测 过电压 去耦电容 参数选择

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一种模块化的感应电机系统传导电磁干扰预测模型 被引量：9

5

作者 肖芳 戈宝军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第13期3930-3938,共9页

深入研究感应电机驱动系统传导电磁干扰机理问题,对于由脉宽调制(pulse width modulation,PWM)功率变换器产生的电磁干扰源,提出将各开关状态分为2种模式,并结合负载电流的各个不同水平,建立各开关状态下的噪声源模型组合,感应电机驱动... 深入研究感应电机驱动系统传导电磁干扰机理问题,对于由脉宽调制(pulse width modulation,PWM)功率变换器产生的电磁干扰源,提出将各开关状态分为2种模式,并结合负载电流的各个不同水平,建立各开关状态下的噪声源模型组合,感应电机驱动系统噪声源可根据这些组合联立获得。针对感应电机驱动系统中长线传输时电压反射现象及其造成的电机端过电压,建立长线电缆的高频传输线模型;分析感应电机绕组的高频特性,根据传输线理论,建立简化的感应电机高频等效模型。根据精确的噪声干扰源模型、长线电缆模型和电机模型,构建感应电机驱动系统“干扰源-传播路径-受扰体”的整体传导电磁干扰预测模型,实现其传导电磁干扰的有效预测。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管开关模块 传导电磁干扰 感应电机驱动系统 预测模型

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采用逆阻型IGBT的零电流开关PWM电流源型半桥变换器 被引量：6

6

作者 肖华锋 谢少军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第31期110-114,共5页

电流源型半桥变换器(current-fed half-bridge converter,CFHB)由于变压器漏感的存在引起了开关管关断电压尖峰。为解决这个问题,该文提出一种新的ZCS PWM CFHB变换器,主功率器件选用逆阻型IGBT(RB-IGBT)可以彻底消除主功率管的电压尖... 电流源型半桥变换器(current-fed half-bridge converter,CFHB)由于变压器漏感的存在引起了开关管关断电压尖峰。为解决这个问题,该文提出一种新的ZCS PWM CFHB变换器,主功率器件选用逆阻型IGBT(RB-IGBT)可以彻底消除主功率管的电压尖峰和有效减小谐振电流峰值。该文详细分析了这种新型变换器的工作原理和特性,并在一个600W的原理样机上进行验证,最后给出试验结果。 展开更多

关键词 电流源型半桥变换器 零电流开关 逆阻型绝缘栅 双极性晶体管

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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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互补横向绝缘栅双极晶体管的模型与特性 被引量：1

8

作者 李肇基 王国新 +1 位作者 曾军 吴世勇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第11期32-38,共7页

本文提出互补横向绝缘栅双极晶体管CLIGBT的一种网络模型.根据双极传输理论,考虑电导调制效应、闭锁效应、反向注入及电流的多维效应,导出一种漂移宽基区双极—MOS器件的电路网络模型.首次将此模型直接嵌入SPICE3A.7中.计算CLIGBT在不... 本文提出互补横向绝缘栅双极晶体管CLIGBT的一种网络模型.根据双极传输理论,考虑电导调制效应、闭锁效应、反向注入及电流的多维效应,导出一种漂移宽基区双极—MOS器件的电路网络模型.首次将此模型直接嵌入SPICE3A.7中.计算CLIGBT在不同栅压和横向电阻下的静态闭锁特性及在不同漂移区长度和不同PMOS宽长比下的瞬态闭锁特性.由此可解决含有CL-lGBT等BIMOS类器件的高压集成电路HVIC的设计问题. 展开更多

关键词 双极晶体管 模型 特性 互补绝缘栅

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压接型IGBT器件封装结构中PEEK框架的绝缘特性分析 被引量：5

9

作者 王浩宇 赵志斌 +2 位作者 付鹏宇 李金元 张朋 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2019年第6期60-66,共7页

为了改善压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件子模组中聚醚醚酮(PEEK)框架的绝缘性能,探讨了PEEK电导率表征模型和测量方法,分析了电导率经验模型中引起电导率改变的主要因素及其对PEEK框架绝缘性能的影响。结果表明:温度为影响电导率... 为了改善压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件子模组中聚醚醚酮(PEEK)框架的绝缘性能,探讨了PEEK电导率表征模型和测量方法,分析了电导率经验模型中引起电导率改变的主要因素及其对PEEK框架绝缘性能的影响。结果表明:温度为影响电导率变化的主要因素,但不同温度条件下的电场仿真计算表明,PEEK框架温度不影响IGBT器件中子模组的电场分布和绝缘性能。通过仿真计算发现,增大PEEK框架与芯片间气隙距离可以显著提高压接型IGBT器件的绝缘性能。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 聚醚醚酮 绝缘 电导率 温度

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逆导型IGBT发展综述 被引量：6

10

作者 刘志红 汤艺 盛况 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期550-561,共12页

该文概述垂直型RC-IGBT自发明以来的主要发展和当前的主要研究问题,包括:IGBT正向输出特性的Snap-back抑制、RC-IGBT关断及二极管反向恢复动态波形优化、器件纵向漂移区载流子浓度分布优化、器件横向载流子密度及电场分布均匀性优化、... 该文概述垂直型RC-IGBT自发明以来的主要发展和当前的主要研究问题,包括:IGBT正向输出特性的Snap-back抑制、RC-IGBT关断及二极管反向恢复动态波形优化、器件纵向漂移区载流子浓度分布优化、器件横向载流子密度及电场分布均匀性优化、器件工作时的温度特性、工艺问题及器件仿真问题等。文中同时简要介绍ABB、英飞凌、三菱及富士推出的最新一代逆导型IGBT器件的器件特性及结构特征。 展开更多

关键词 逆导型IGBT RC—IGBT 回跳 反向恢复 载流子分布

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一种复合终端逆阻IGBT数值仿真分析 被引量：2

11

作者 崔磊 杨通 +2 位作者 张如亮 马丽 李旖晨 《中国电力》 CSCD 北大核心 2022年第9期98-104,共7页

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)本身不具有反向阻断能力,因此在电路中通常与二极管组合使用。为降低使用成本,减小寄生电感,续流二极管与IGBT通过工艺集成在同一芯片上,由此提出了具有反向阻断能力的逆阻... 绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)本身不具有反向阻断能力,因此在电路中通常与二极管组合使用。为降低使用成本,减小寄生电感,续流二极管与IGBT通过工艺集成在同一芯片上,由此提出了具有反向阻断能力的逆阻型IGBT。针对常规逆阻IGBT终端面积大的问题,提出了一种改进型复合终端结构,采用双掺杂场限环,在P型场限环旁边引入N型轻掺杂区。改进结构减小了耗尽区横向扩展速率,增强器件可靠性,节省终端面积占用并提高了终端效率。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 逆阻 场限环 复合终端 双掺杂场限环

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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

12

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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逆导型沟槽FS IGBT的设计与实现

13

作者 邓小社 郭绪阳 +2 位作者 李泽宏 张波 张大成 《半导体技术》 CSCD 北大核心 2017年第9期669-674,695,共7页

逆导型沟槽场终止绝缘栅双极型晶体管(RC Trench FS IGBT)是一种新型的功率半导体器件,具有成本低、体积小、可靠性高等优点。设计并实现了一款1 200 V逆导型沟槽FS IGBT。重点研究了逆导型绝缘栅门极晶体管(RC IGBT)特有的回扫现象,以... 逆导型沟槽场终止绝缘栅双极型晶体管(RC Trench FS IGBT)是一种新型的功率半导体器件,具有成本低、体积小、可靠性高等优点。设计并实现了一款1 200 V逆导型沟槽FS IGBT。重点研究了逆导型绝缘栅门极晶体管(RC IGBT)特有的回扫现象,以及如何从结构设计上消除回扫现象,其次,对RC IGBT在不同的载流子寿命下,进行了开关特性、反向恢复特性的仿真。研究结果发现随着载流子寿命的降低,其开关时间、反向恢复特性都有一定程度的改善。依据器件的最优化设计进行了流片。测试结果验证了不同设计对电流回扫现象的影响,以及不同少子寿命下导通特性和反向恢复特性的变化规律,器件的性能得到优化。 展开更多

关键词 逆导型沟槽场终止绝缘栅双极型晶体管(RC TRENCH FS IGBT) 载流子寿命 反向恢复时间 回扫现象 开关特性

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IGBT芯片静态输出曲线连续测量方法 被引量：2

14

作者 彭程 李学宝 +6 位作者 杨艺烜 姚兆民 王克胜 赵志斌 代安琪 唐新灵 崔翔 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第1期70-76,共7页

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片的静态输出曲线是考核其能量损耗及指导多芯片并联设计的重要指标之一。现有测量IGBT静态输出曲线的方法多采用商用化的功率器件分析仪,然而商业化功率器件分析仪存在价格昂贵、夹具单一的问题。亟需开发... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片的静态输出曲线是考核其能量损耗及指导多芯片并联设计的重要指标之一。现有测量IGBT静态输出曲线的方法多采用商用化的功率器件分析仪,然而商业化功率器件分析仪存在价格昂贵、夹具单一的问题。亟需开发一种简单、快速、有效的静态输出曲线测量方法。面向高压IGBT芯片,提出一种新的静态输出曲线连续测量方法及测试电路,有效减小了IGBT芯片的电导调制效应和温升效应对静态输出曲线的影响。通过实时测量动态过程中的电压及电流,可以快速得到IGBT芯片静态输出曲线。通过对比本文连续法与功率器件分析仪的测量结果,证明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 静态输出曲线 连续法 电导调制效应 温升效应

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逆导型非穿通绝缘栅双极晶体管仿真 被引量：1

15

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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