高压IGBT宽安全工作区设计

基于现有工艺平台开发了一款具有宽安全工作区的高压IGBT芯片。该芯片元胞采用场截止结构、载流子增强技术结合背面激光退火工艺降低器件饱和电压,通过优化载流子存储层的掺杂分布,结合背面透明集电极的增益优化,降低器件雪崩风险,提高器件的安全工作区。经流片测试结果显示饱和电压2.6 V,芯片在125°C温度下可实现5倍以上额定电流安全关断,短路电流可在30μs内安全关断,具有宽安全工作区水平,实现饱和电压、关断损耗和安全工作区的折衷。

具有宽安全工作区的压接式IGBT芯片研制

针对柔性直流输电关键装备高压直流断路器的特殊需求,基于现有工艺平台开发了一款宽安全工作区的3 300V/50A压接式IGBT芯片。为降低2~4 ms过电流冲击过程中的芯片温升,纵向采用非穿通结构。同时,采用阶梯栅氧结构,引入第二雪崩区,降低动态闩锁发生的风险,提高器件的安全工作区。为适用于压接封装,开发了厚金属电极工艺,实现对压力的缓冲。将此结构流片验证,并进行模块级测试,芯片可在1 800V电压下达到6.5倍以上额定电流安全关断,短路电流可在20μs内安全关断,具有宽安全工作区水平。

有源电压箝位串联HV IGBT的适用性和优化(二)

介绍了5.2kV高压绝缘栅双极型晶体管(HVIGBTs)的成功串联应用。穿通型HVIGBT串联应用时要完全控制感应过电压,最大的障碍是拖尾电流的关断问题。可以证明,采用先进的电压箝位技术能够限制因关断拖尾电流而引起的第二个电压尖峰。阳极采用载流子寿命局部分布的IGBT很适合这种应用;拖尾电流间隔时间越短,关断损耗越小。文中集中讨论了穿通型HVIGBT器件串联时的最佳通态等离子体分布,HVIGBT的最新发展趋势似乎与讨论结论相一致。未来先进的HVIGBT技术可完全减轻第一代HVIGBT串联时的困难。

有源电压箝位串联HV IGBT的适用性和优化(一)

介绍了5.2kV高压绝缘栅双极型晶体管(HV IGBTs)的成功串联应用。穿通型HV IGBT串联应用时要完全控制感应过电压,最大的障碍是拖尾电流的关断问题。可以证明,采用先进的电压箝位技术能够限制因关断拖尾电流而引起的第二个电压尖峰。阳极采用载流子寿命局部分布的IGBT很适合这种应用;拖尾电流间隔时间越短,关断损耗越小。文中集中讨论了穿通型HV IGBT器件串联时的最佳通态等离子体分布,HV IGBT的最新发展趋势似乎与讨论结论相一致。未来先进的HV IGBT技术可完全减轻第一代HV IGBT串联时的困难。

解析IGBT管特点、工作原理与保护电路(二)

②长时间过流运行。IGBT管长时间过流运行是指IGBT管的运行指标达到或超出RBSOA（反偏安全工作区）所限定的电流安全边界（如选型失误、安全系数偏小等）。出现这种情况时,电路必须能在电流到达RBSOA限定边界前立即关断器件，才能达到保护器件的目的。