高壓大功率壓接型IGBT器件在關(guān)斷拖尾階段產(chǎn)生高頻等離子體抽取渡越時間（plasma extraction transit time,PETT）振蕩,對驅(qū)動電路和環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾,抑制PETT振蕩對于研制大功率壓接型IGBT器件至關(guān)重要。基于IGBT關(guān)斷拖尾階段空穴注入空間電荷區(qū)引起的空間電荷效應(yīng),分析了空間電荷區(qū)的大信號特性以及PETT振蕩產(chǎn)生的機(jī)理。其次,搭建了壓接型IGBT器件開關(guān)特性測試平臺,首次研究了單芯片PETT振蕩特性、驅(qū)動回路參數(shù)對PETT振蕩的影響以及PETT振蕩的電磁干擾特性。最后,討論了壓接型IGBT器件PETT振蕩抑制措施,提出了一種可以降低封裝工藝復(fù)雜度、降低芯片電氣應(yīng)力的方法,該方法非常適合于高壓大功率的壓接型IGBT器件。 

【文章來源】：高電壓技術(shù). 2020年03期 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

PETT振蕩現(xiàn)象Fig.1OriginofPETToscillation

限速度穿過空間電荷區(qū)時，產(chǎn)生了渡越時間延遲；渡越時間滿足一定條件時，芯片的動態(tài)電阻為負(fù)，從而引起振蕩現(xiàn)象。1.3空間電荷區(qū)大信號特性分析PETT振蕩是由負(fù)電阻引起的自激振蕩。對于并聯(lián)的IGBT芯片，由于每個芯片的芯片參數(shù)不完全一致，并聯(lián)芯片的回路參數(shù)也存在不一致。因此，并聯(lián)芯片之間存在微小的電壓波動，這種電壓波動將會疊加在IGBT芯片原有的直流電壓上，如圖3(a)所示。其中，URT為集射極的實時電壓；UDC為直圖1PETT振蕩現(xiàn)象Fig.1OriginofPETToscillation圖2IGBT關(guān)斷過程中的載流子分布Fig.2CarrierprofileduringtailphaseofIGBT

電容、回路寄生電感、寄生電阻相互匹配。以圖7所示的并聯(lián)IGBT芯片為例。本文基于Q3DExtractor提取了芯片2與芯片3所構(gòu)成回路的寄生電感，得到電感值約為3nH。因此，在封裝管殼內(nèi)部，并聯(lián)芯片構(gòu)成諧振電路的寄生電感較小，也就意味著，空穴穿過空間電荷區(qū)所用的渡越時間，與寄生LC諧振電路的振蕩周期在同一個數(shù)量級；于此同時，諧振電路中負(fù)電阻的值大于諧振電路的寄生電阻值，從而諧振電路的總電阻為負(fù)值，從而產(chǎn)生自激PETT振蕩。而對于雙脈沖測試回路來說，換流回路的寄生圖5壓接型IGBT開關(guān)特性測試平臺Fig.5SwitchingtestplatformofpresspackIGBT圖6單芯片關(guān)斷特性測試結(jié)果Fig.6Turn-offofsingleIGBTchip

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2953790