大功率集成器件的新发展—IGCT

集成门极换向晶闸管(IGCT)是一种新开发的用于功率变换的新型大功率开关器件 ,由于采用了缓冲结构以及浅层发射极技术 ,因而使动态损耗降低了约50 % ,另外 ,此类器件还在一个芯片上集成了具有良好动态特性的续流二极管 ,从而以其独特的方式实现了晶闸管的低通态压降、高阻断电压和晶体管稳定的开关特性有机结合。文中介绍了瑞士ABB公司的5SHY35L4502型IGCT器件的主要特性和一些典型值。

双极功率集成器件的优化

以400 V双极功率集成器件(由BJT与p-i-n二极管以反并联方式集成在同一个芯片上构成)为例,通过仿真和实测分析,建立起基本概念和物理图像,阐明了集成功率器件中横向寄生晶体管所带来的影响,以及主晶体管与内二极管的不同间距又如何影响寄生晶体管所起作用等问题.最后给出了主晶体管与内二极管间距的优化设计值.这些为理解问题进而设计出主晶体管与内二极管之间新的隔离措施奠定了理论基础.

功率集成器件及其兼容技术的发展

功率集成器件在交流转直流(AC/DC)电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT),此外还介绍了高低压器件集成的BCD工艺和其他的功率集成关键技术,包括隔离技术、高压互连技术、dV/dt技术、di/dt技术、抗闩锁技术等,最后讨论了功率集成器件及其兼容技术的发展趋势。

功率集成器件及其在通信中的应用

本文综述新一代电力半导体器件中、VDMOS、IGBT、高压集成电路、Smart功率集成电路及其最近发展动态以及上述器件在通信中的应用。

国际功率半导体器件与功率集成电路会议(ISPSD)介绍

众所周知,电力电子器件是电力电子装置和系统的基础。一代新器件造就一代新系统。IGBT登上历史舞台并日趋成熟,迅速地替代了GTR(电力晶体管),不仅使电力电子装置的性质、体积、重量都得到极大的改善,而且因清除了二次击穿等问题,使得通信电源、交流电机变频调速等装置的可靠性大幅度提高。上世纪80年代以来,在将传统的功率器件技术和集成电路技术相结合,双极技术和MOS技术相结合的基础上,国外相继研发了多种新型功率器件,有的已商品化。诸如功率MOSFET,IGBT,CoolMOSFET及IGCT等,国内已广泛应用或正在批量试用。然而,国内应用这些新型功率器件的装置和系统,其性能的优化程度,特别是可靠性,或器件的损坏率均比国外先进工业国有很大差距。较深入地理解各种器件的运行机理和主要电参数的物理意义,对提高应用新型功率器件的设计水平和减少器件损坏率是非常重要的。另一方面,为使电力电子装置更加紧凑小型化,特别是减少引线长度,削弱寄生参数的影响,当前"SOC"和"AIO"是一个重要的发展趋势。"SOC"是把系统安在一个芯片上的产品;"AIO"是将所有元器件都安在一个模块里的产品。这都是功率集成的发展与深化的具体所在。但是,由于种种原因,我国在新型电力半导体器件和功率集成产品方面停滞了,大大落后于当今的国际水平。为此,我们将邀请相关专家或其指导的研究生就国际上该领域的最新进展,撰写某些专题的综述报告,陆续在本刊发表,以供本刊读者、国内的学者和业者了解并掌握这些信息时参考。有基于此,本刊编辑部根据2003年第15届国际半导体功率器件和功率集成电路会议(ISPSD’03)文集的论题,有选择地拟定了以下专题:①功率MOSFET;②超结MOSFET(CookMOSFET);③IGBT;④碳化硅功率器件;⑤功率集成电路。值得指出的是,上述超结MOSFET的研究开发,有我国专家的贡献。碳化硅功率器件比硅功率器件的性能优越,我国老一辈的专家早在上世纪60年代初就已预见,并安排过研制课题和编辑、出版过相应的论文集。(刘鹿生)

由半导体微电子技术引起的两次电子革命

本文简述了引起第一次电子革命的半导体集成电路的发展及将要引起第二次电子革命的半导体功率器件及功率集成电路的发展。