功率器件集成的现状和趋势

随着大功率器件的发展,大功率应用领域有了惊人的进步。一方面,以混合模块形式出现的绝缘门极双极晶体管(IGBT)不断提高其电流(>1800A)和电压(>4500V)。然而,在日益发展的牵引应用领域,可靠性已经成为关键问题。另一方面,在传统的门极可关断晶闸管(GTO)的基础上,研制出了一种新型的器件,即所谓的集成门极换流晶闸管(IGCT)。由于减薄了硅片厚度,器件的损耗很低。器件内部集成的反并联二极管和门极驱动电路使门极电路的寄生电感大为减小。采用门极硬驱动(硬驱动GTO)及器件串联,整个系统可以获得高的电压(>10kV)。同时,由于没有吸收电路,减小了元件的损耗。对上述两种器件比较后发现,它们各有优势,相互补充。在中等功率领域,IGBT居主导地位,而在大功率领域(>1MW),EGCT将占统治地位。文章将介绍未来功率器件的工艺发展趋势。