结势垒控制肖特基整流管特性分析与建模

在分析结势垒控制肖特基整流管工作机理的基础上，详细讨论器件特性与结构参数的关系；给出了器件优化设计的依据；建立了适用于ＳＰＩＣＥ电路分析程序的等效电路模型。

JBS结构肖特基整流器

介绍了结势垒控制肖特基整流管(Junction-Barrier-controlled Schottky-Rectifier,JBS)的结构原理,论述了JBS结构肖特基整流器的正向特性和反向特性,通过对扩散掩膜尺寸m和扩散P+区时窗口宽度S的工艺模拟,归纳出m、s变化对器件参数正向压降和反向漏电流密度的影响。并通过实际产品进行验证,得出JBS结构肖特基整流器漏电流小的特点,利于功率肖特基二极管得到更广泛的应用。

3300V混合SiC IGBT模块研制与性能分析

传统绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)模块内部集成有PIN结构的Si基二极管作为续流二极管,该二极管开关损耗大,并且在关断时存在电流、电压过冲现象,使得IGBT模块整体功耗增大,可靠性降低。通过SiC结势垒控制肖特基二极管(Junction Barrier Control Schottky Diode,JBS)代替模块内原有的PIN结构Si基二极管,研制了3300 V/1500 A等级的Si IGBT/SiC JBS混合模块。介绍了混合模块的设计方法、制造工艺及测试结果,并对比传统Si基IGBT模块与Si IGBT/SiC JBS混合模块的电学参数差异。通过相同工况条件下的功耗计算,对比两者功耗的差别。研究表明Si IGBT/SiC JBS模块中二极管的开关电流减小了91.9%、开关能量减小了98.3%,二极管功耗相对减少了62.1%,使得混合模块整体功耗降低,消除了电压、电流过冲,提高了模块可靠性。

1700 V/1200 A Si/SiC混合模块研制与性能对比

介绍了一种由Si IGBT与SiC JBS组合封装的Si/SiC混合模块,利用SiC JBS单载流子器件没有反向恢复特性的特点,提升IGBT模块的特性。对Si/SiC混合模块的结构、工艺、测试结果进行了描述,与Si模块相比,在芯片结温为125℃时,Si/SiC混合模块的续流二极管的反向恢复电流减少了86.7%,反向恢复能量减少了98.1%,恢复时间减少了约82.1%。根据相同工况条件下的损耗计算,与Si模块相比,Si/SiC混合模块的续流二极管功耗减小了64%,Si/SiC混合模块的IGBT芯片的损耗与Si模块持平,总功耗减小了7.1%。