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EUPEC,FS450R12KE3

时间:2020-01-10   类别: 互联网
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IGBT 是绝缘门极双极型晶体管(IsolatedGate Bipolar Transistor)的英文缩写。它是八十年代末,九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。由于它将MOSFET 和 GTR 的优点集于一身,既有输入阻抗高,速度快,热稳定性好,电压驱动(MOSFET 的优点,克服GTR 缺点);又具有通态压降低,可以向高电压、大电流方向发展(GTR的优点,克服 MOSFET 的缺点)等综合优点,因此IGBT 发展很快,在开关频率大于 1KHz,功率大于5KW 的应用场合具有优势。随着以 MOSFET、IGBT为代表的电压控制型器件的出现,电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段,并使电力电子技术发展得更加丰富,同时为**节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。
英飞凌/EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代,下面将具体介绍。

一、IGBT1-平面栅穿通(PT)型IGBT (1988 1995)

西门子**代 IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型IGBT 工艺,这是最初的 IGBT 概念原型产品。生产时间是 1990 年- 1995 年。西门子**代IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。如 BSM150GB120DN1。

PT 型 IGBT 是在厚度约为 300-500μm 的硅衬底上外延生长有源层,在外延层上制作 IGBT 元胞。PT-IGBT 具有类 GTR 特性,在向 1200V 以上高压方向发展时,遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。因此,PT-IGBT 适合生产低压器件,600V 系列 IGBT 有优势。

二、IGBT2-第二代平面栅 NPT-IGBT

西门子公司经过了潜心研究,于 1989 年在 IEEE 功率电子专家会议(PESC)上率先提出了 NPT-IGBT 概念。由于随着 IGBT 耐压的提高,如电压 VCE≥1200V,要求 IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100μm,在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法,不仅成本高,而且外延层的掺杂浓度和外延层的均匀性都难以保证。1995 年,西门子率先不用外延工艺,采用区熔单晶硅批量生产 NPT-IGBT 产品。西门子的 NPT-IGBT 在全电流工作区范围内具有饱和压降正温度系数,具有类 MOSFET 的输出特性。

西门子/EUPECIGBT2 最典型的代表是后缀为“DN2”系列。如 BSM200GB120DN2。 “DN2”系列**适用频率为 15KHz-20KHz,饱和压降VCE(sat)=2.5V。“DN2”系列几乎适用于所有的应用领域。西门子在“DN2”系列的基础上通过优化工艺,开发出“DLC”系列。 “ DLC ” 系列是低饱和压降,(VCE(sat)=2.1V ),**开关频率范围为1KHz -8KHz 。“DLC”系列是适用于变频器等频率较低的应用场合。后来 Infineon/EUPEC 又推出短拖尾电流、高频“KS4”系列。“KS4”系列是在“DN2”的基础上,开关频率得到进一步提高,**使用开关频率为 15KHz-30KHz。最适合于逆变焊机,UPS,通信电源,开关电源,感应加热等开关频率比较高(fK≥20KHz)的应用场合。在这些应用领域,将逐步取代“DN2”系列。EUPEC 用“KS4”芯片开发出 H—桥(四单元)IGBT 模块,其特征是内部封装电感低,成本低,可直接焊在 PCB 版上(注:这种结构在变频器应用中早已成熟,并大量使用)。总之,EUPEC IGBT模块中“DN2”、“DLC”、“KS4”采用 NPT 工艺,平面栅结构,是第二代 NPT-IGBT。
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