Як видно з малюнка, структура РТ IGBT практично ідентична структурі інших топологий біполярних транзисторів з ізольованим затвором

Малюнок 1. Структура РТ IGBT .
Особливістю структури РТ IGBT є наявність комбінації інжектірующего шаруючи p+ і буферного шару n+. Завдяки високій інжектірующей здатності шаруючи p+, буферний шар контролює коефіцієнт передачі транзистора за допомогою обмеження числа дірок, які були спочатку введені в область дрейфу.
Быстро купить виагру с доставкой У зв′язку з тим, що час життя неосновних носіїв в буферному шарі набагато нижчий, ніж в області дрейфу, буферний шар поглинає захоплені дірки у момент виключення.
На додаток до роботи буферного шару n+, «хвостовий» струм в PT IGBT контролюється обмеженням загального часу життя неосновних носіїв до того, як вони рекомбініруют. Ця властивість називається управлінням часом життя неосновних носіїв.
Опромінювання електронами в процесі виробництва створює додаткові рекомбінаційні центри у всьому просторі кристала кремнію, які істотно зменшують час життя неосновних носіїв і, отже, …

Нова технологія РТ IGBT проти могутніх польових МОП транзисторів →

Так, наприклад, в “Рекомендаціях по застосуванню” фірми International Rectifier вже на початку 90х років указувалося, що структура трігера пригнічена повністю, і клямка виключена при всіх режимах роботи, включаючи струм короткого замикання і будь-які досяжні фронти напруги і струмів. У документації SIEMENS 1997г.
також мовиться, що в транзисторах нового покоління паразитна напівпровідникова тірісторная структура відсутня. В результаті цього еквівалентна схема набуває вигляду, показаного на рис.1б). Окрім відсутності ефекту замикання при цьому забезпечується також прямокутна область безпечної роботи (SOA), що особливо важливе для розробників.

Проте замикання в мікросхемах драйверів залишається серйозною проблемою, з якою неминуче стикається користувач, що працює з практичними схемами. Причому, в документації, що випускається фірмами-розробниками, цій проблемі уваги майже не приділяється.

Механізм виникнення клямки в драйверах декілька інший, чим це показано вище. Процеси, що відбуваються у вихідних каскадах драйверів, детально описані в 1 .

На мал. 2 …

Способи схемотехнік боротьби із замиканням в каскадах з IGBT транзисторах →

Струм тече до колектора по найкоротшому шляху, що забезпечує зниження втрат на провідність.
В цьому відношенні транзистори IR схожі з аналогами інших виробників, але відрізняються від них тим, що володіють вищою комплексною ефективністю. А завдяки найнижчому рівню втрат всіх видів, Trench IGBT займають перше місце і серед IGBT, вироблюваних компанією.

Еволюція кристала IGBT

Еволюція комплексної ефективності поколінь IGBT Джерело: rlocman.ru

Транзистори Trench IGBT шостого покоління →

2. Прилад введений в силовий ланцюг висновками біполярного транзистора E (емітер) і C (колектор), а в ланцюг управління - виведенням G (затвор).

Таким чином, IGBT має три зовнішні висновки: емітер, колектор, затвор. З’єднання емітера і стоку (D), бази і витоку (S) є внутрішніми. Поєднання двох приладів в одній структурі дозволило об’єднати достоїнства польових і біполярних транзисторів: високий вхідний опір з високим струмовим навантаженням і малим опором у включеному стані.

Мал. 3. Діаграма напруги і струму управління
Схемний розріз структури IGBT показаний на мал. 4,а. Біполярний транзистор утворений шарами p+ (емітер), n (база), p (колектор); польовою - шарами n (витік), n+ (стік) і металевою пластиною (затвор). Шари p+ і p мають зовнішні висновки, що включаються в силовий ланцюг. Затвор має висновок, що включається в ланцюг управління. На мал.
4,б зображена структура IGBT IV покоління, виполненого за технологією “втопленого” …

Силові біполярні транзистори з ізольованим затвором IGBT →

Зупинимося на деяких фізичних явищах в структурі IGBT, що дозволяють запропонувати технічне рішення вказаних вище проблем. По-перше, це фундаментальний ефект стулення p -областей об’ємного заряду в каналі IGBT, що дозволяє використовувати низьковольтний польовий транзистор МОПТ в монолітній структурі приладу.
За рахунок даного ефекту забезпечується статичне і динамічне відсічення високого потенціалу з боку колектора. По-друге, одним з можливих варіантів, що пригнічують ефект «замикання», є розділення p -областей колектора складеного біполярного транзізстора БТ і витоку низьковольтного польового транзистора МОПТ.
У монолітному осередку IGBT цього досягти практично неможливо. От чому і було запропоновано розділення структури IGBT на два окремі монокристали: високовольтний p- i -n -диод з польовим управлінням (аналог силового тиристора з електростатичним управлінням - ТЕУ) і низьковольтний керівник польовий транзистор.
У структурі ключа обидва монокристали сполучено за гібридною технологією (мал. 2), що і визначило його назву - …

Гібридний силовий транзистор IGBT - статистичні і динамічні характеристики →

Компанія добилася успіхів в розробці 600-вольтів IGBT біполярних транзисторів серії U 5-го покоління, що мають меншу товщину і меншу напругу у відкритому стані.
Силові транзистори IGBT на 1200 У виникли з нової FS-структури і досягли кращих характеристик, що випереджають серію S. Ця технологія також реалізується в лінійці 1700-вольтів IGBT.

Мал. 1. Розвиток технології IGBT
Компанія Fuji Electric Device постійно удосконалює свою технологію для поліпшення якості поверхні структур, що у свою чергу є передумовою поліпшення характеристик IGBT (IGBT з’єднуються в блоки, що містять велику їх кількість; технологія високоразрешающей промальовування дозволяє знизити напругу, що прикладається, що робить можливим збільшення числа блоків).
Технологія Fuji Electric Device дозволяє досягти покращуваних характеристик в порівнянні з першими чотирма поколіннями IGBT.
У компанії з’явилася можливість значного поліпшення характеристик 5-го покоління лінійок 1200-вольтів і 1700-вольтів IGBT в результаті технологічного прориву, що став можливим із застосуванням технології високоразрешающей промальовування для формування областей на кремнієвій поверхні (на мал. 2 показаний …

Нові IGBT біполярні транзистори компанії Fuji Electric Device Technolo →