IGBT是一種由MOSFET和雙極功率晶體管結(jié)合而成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)。它既具有MOSFET的輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn),又具有雙極功率晶體管的電流密度大、飽和壓降低、電流處理能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),因而被認(rèn)為是一種可用于需要高壓、大電流和高速應(yīng)用領(lǐng)域的理想功率器件。要滿足高壓大電流的發(fā)展趨勢,IGBT器件需要進(jìn)行模塊化。目前,模塊電熱性能是IGBT進(jìn)一步發(fā)展需要考慮的主要因素,也是目前IGBT模塊生產(chǎn)中急待解決的問題。因此,本文對IGBT器件的電熱學(xué)特性進(jìn)行了研究。1.使用MEDICI軟件對IGBT閾值電壓、擊穿電壓、動態(tài)特性等進(jìn)行仿真。接下來詳細(xì)介紹一種新型的Fin-p IGBT結(jié)構(gòu),它會對導(dǎo)通壓降和關(guān)斷損耗的折衷關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化,并對其關(guān)斷時的載流子的濃度分布及電流分布曲線進(jìn)行了仿真。2.使用MEDICI軟件對溫度對IGBT閾值電壓、擊穿電壓、閂鎖特性的影響進(jìn)行了仿真。并詳細(xì)討論幾種常用的散熱措施。3.列舉了目前比較常見的能提高IGBT抗閂鎖能力的設(shè)計方法。并在浮空N摻雜埋層IGBT的基礎(chǔ)上,提出了SiO₂埋層的IGBT。與浮空N摻雜埋層IGBT相比... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)非穿通型IGBT；(b)穿通型IGBT的基本結(jié)構(gòu)

2N 緩沖層和 N 基區(qū)厚度厚 N 基區(qū)，不包含N 緩沖層，厚 N-基區(qū)承受耐壓，提供雙向阻斷能力。薄 N 基區(qū)，包含 N 緩沖層，該 IGBT具有較低的反向阻斷能力。3N 基區(qū)中的載流子壽命和電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)載流子壽命較長，正向?qū)▔航档�。N 基區(qū)薄，載流子壽命短，可以提供足夠高的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。正向壓降取決于載流子的壽命，N-基區(qū)和P+襯底的注入效率。4陰極摻雜濃度和關(guān)斷時間P 陽極摻雜較輕，電子電流一部分能從背部電極流出，因此關(guān)斷時間較短重?fù)诫s集電極，壽命控制技術(shù)能較好的控制關(guān)斷時間。緩沖層使 P+襯底的注入效率降低，使其下降時間和電流拖尾縮短。5 關(guān)斷損耗關(guān)斷損耗對溫度不敏感關(guān)斷損失對溫度更敏感，并且隨著溫度的升高而增大。6 熱穩(wěn)定性 熱穩(wěn)定性好 熱穩(wěn)定性較差7 閂鎖效應(yīng) 抗閂鎖能力強(qiáng) 抗閂鎖能力弱非穿通型 IGBT 和穿通型 IGBT 的摻雜濃度分布曲線如圖 2-2 和圖 2-3 所示通型 IGBT 的電場可以終止在 N 緩沖層內(nèi)，在相同耐壓下，其有更小的基區(qū)，因此它的導(dǎo)通壓降更小，關(guān)斷損耗也更低，導(dǎo)通壓降與關(guān)斷損耗可以取得折中關(guān)系。

圖 2-3 穿通型 IGBT 的摻雜濃度分布緩沖層的存在，使得穿通型 IGBT 的正向耐壓要高于反向耐壓，正因為這對稱，使得穿通型 IGBT 更適合用于直流電路中，因為在直流電路中其不反向電壓。而非穿通型 IGBT 其反向電壓與正向電壓相等，因此它更加適交流電路中。100200300400非穿通型穿通型JEC(/Acm2)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3417174