首页 > 新闻资讯 > 新闻详情
新闻详情

芯片知识科普——igbt芯片是什么?它有哪些用途

595 2022-07-04 来源: IC先生 作者: IC小编

在之前的科普文章中,小编给大家详细介绍过芯片的种类、用途相关的知识,本文将为大家介绍一种较为冷门的芯片:igbt芯片。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。


IGBT芯片


GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低,非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

IGBT模块是由IGBT与FWD(二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品,封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。接下来一起看看IGBT芯片的结构、种类、用途相关的科普吧!

IGBT芯片结构

下图所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+区称为源区,附于其上的电极称为源极(即发射极E)。P+区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极(即门极G)。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区(包括P+和P-区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区,它是IGBT特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极(即集电极C)。


IGBT芯片结构


IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N-沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N-层的空穴(少子),对N-层进行电导调制,减小N-层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。

IGBT芯片的用途和种类

作为电力电子重要大功率主流器件之一,IGBT已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。也可以应用于工业方面,如交通控制、功率变换、工业电机、不间断电源、风电与太阳能设备,以及用于自动控制的变频器。在消费电子方面,IGBT用于家用电器、相机和手机。IGBT的种类和具体用途介绍如下:

1、低功率IGBT

IGBT应用范围一般都在600V、1KA、1KHz以上区域,为满足家电行业的发展需求,摩托罗拉、意法半导体、三菱等公司推出低功率IGBT产品,实用于家电行业的微波炉、洗衣机、电磁灶、电子整流器、照相机等产品的应用。


IGBT芯片的种类


2、U-IGBT

U(沟槽结构)--IGBT是在管芯上刻槽,芯片元胞内部形成沟槽式栅极,采用沟道结构后,可进一步缩小元胞尺寸,减少沟道电阻,进步电流密度,制造相同额定电流而芯片尺寸最少的产品,现有多家公司生产各种U-IGBT产品,适用低电压驱动、表面贴装的要求。

3、NPT-IGBT

NPT(非穿通型)--IGBT采用薄硅片技术,以离子注进发射区代替高复杂、高本钱的厚层高阻外延,可降低生产本钱25%左右,耐压越高本钱差越大,在性能上更具有特色,高速、低损耗、正温度系数,无锁定效应,在设计600-1200V的IGBT时,NPT-IGBT可靠性最高。西门子公司可提供600V、1200V、1700V系列产品和6500V高压IGBT,并推出低饱和压降DLC型NPT-IGBT,依克赛斯、哈里斯、英特西尔、东芝等公司也相继研制出NPT-IGBT及其模块系列,富士电机、摩托罗拉等在研制之中,NPT型正成为IGBT发展方向。

4、SDB--IGBT

鉴于目前厂家对IGBT的开发非常重视,三星、快捷等公司采用SDB(硅片直接键合)技术,在IC生产线上制作第四代高速IGBT及模块系列产品,特点为高速,低饱和压降,低拖尾电流,正温度系数易于并联,在600V和1200V电压范围性能优良,分为UF、RUF两大系统。


IGBT芯片的用途


5、超快速IGBT

国际整流器IR公司的研发重点在于减少IGBT的拖尾效应,使其能快速关断,研制的超快速IGBT可最大限度地减少拖尾效应,关断时间不超过2000ns,采用特殊高能照射分层技术,关断时间可在100ns以下,拖尾更短,重点产品专为电机控制而设计,现有6种型号,另可用在大功率电源变换器中。

以上就是igbt芯片的科普以及用途介绍,如果觉得本文对您有所帮助,请持续关注“IC先生”网站以及“IC先生”微信公众号,我们将给您带来更多新闻资讯和知识科普!

版权声明: 部分文章信息来源于网络以及网友投稿,本网站只负责对文章进行整理、排版、编辑,是出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性,如本站文章和转稿涉及版权等问题,请作者及时联系本站,我们会尽快处理。
标题:

芯片知识科普——igbt芯片是什么?它有哪些用途


网址: https://www.mrchip.cn/newsDetail/587
文章标签: 芯片
推荐商品
型号:C3216X7R1E475KT000N
库存:4000
价格:¥ 0.16604
型号:RC0603FR-074K99L
库存:5000
价格:¥ 0.00458
型号:0805B473K500NT
库存:8000
价格:¥ 0.03197
型号:CL21B102KBANNNC
库存:16000
价格:¥ 0.0141
型号:RAC04-05SGA
库存:0
价格:¥ 74.73451
猜你想看
热点资讯
0 购物车
0 消息