20-电流检测区域;201-第二发射极单元;202-第三发射极单元;30-接地区域;100-公共栅极单元;200-公共集电极单元;40-检测电阻;2-第1发射极单元金属;3-空穴收集区电极金属;4-氧化物;5-多晶硅;6-n+源区;7-p阱区;8-空穴收集区;9-n型耐压漂移层;11-p+区;12-公共集电极金属;13-接触多晶硅;50-半导体功率模块;51-igbt芯片;52-驱动集成块;521-模块引线端子;522-导线;60-dcb板。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。如图1所示,igbt器件是由bjt(bipolarjunctiontransistor,双极型三极管)和mos(metaloxidesemiconductor,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。在实际应用中,igbt器件兼有mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,金氧半场效晶体管)的高输入阻抗和gtr(gianttransistor,电力晶体管)的低导通压降两方面的优点。 三项整流桥+6单元的三项全桥IGBT拓扑:以FP开头。四川进口英飞凌infineonIGBT模块
但如果VGS正向足够大,此时栅极G和衬底p之间的绝缘层中会产生一个电场,方向从栅极指向衬底,电子在该电场的作用下聚集在栅氧下表面,形成一个N型薄层(一般为几个nm),连通左右两个N+区,形成导通沟道,如图中黄域所示。当VDS>0V时,N-MOSFET管导通,器件工作。了解完以PNP为例的BJT结构和以N-MOSFET为例的MOSFET结构之后,我们再来看IGBT的结构图↓IGBT内部结构及符号黄块表示IGBT导通时形成的沟道。首先看黄色虚线部分,细看之下是不是有一丝熟悉之感?这部分结构和工作原理实质上和上述的N-MOSFET是一样的。当VGE>0V,VCE>0V时,IGBT表面同样会形成沟道,电子从n区出发、流经沟道区、注入n漂移区,n漂移区就类似于N-MOSFET的漏极。蓝色虚线部分同理于BJT结构,流入n漂移区的电子为PNP晶体管的n区持续提供电子,这就保证了PNP晶体管的基极电流。我们给它外加正向偏压VCE,使PNP正向导通,IGBT器件正常工作。这就是定义中为什么说IGBT是由BJT和MOSFET组成的器件的原因。此外,图中我还标了一个红色部分。四川进口英飞凌infineonIGBT模块第五代据说能耐200度的极限高温。
措施:在三相变压器次级星形中点与地之间并联适当电容,就可以减小这种过电压。与整流器并联的其它负载切断时,因电源回路电感产生感应电势的过电压。变压器空载且电源电压过零时,初级拉闸,因变压器激磁电流的突变,在次级感生出很高的瞬时电压,这种电压尖峰值可达工作电压的6倍以上。交流电网遭雷击或电网侵入干扰过电压,即偶发性浪涌电压,都必须加阻容吸收路进行保护。3.直流侧过电压及保护当负载断开时或快熔断时,储存在变压器中的磁场能量会产生过电压,显然在交流侧阻容吸收保护电路可以抑制这种过电压,但由于变压器过载时储存的能量比空载时要大,还不能完全消除。措施:能常采用压敏吸收进行保护。4.过电流保护一般加快速熔断器进行保护,实际上它不能保护可控硅,而是保护变压器线圈。5.电压、电流上升率的限制4.均流与晶闸管选择均流不好,很容易烧坏元件。为了解决均流问题,过去加均流电抗器,噪声很大,效果也不好,一只一只进行对比,拧螺丝松紧,很盲目,效果差,噪音大,耗能。我们采用的办法是:用计算机程序软件进行动态参数筛选匹配、编号,装配时按其号码顺序装配,很间单。每一只元件上都刻有字,以便下更换时参考。这样能使均流系数可达到。
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和门极;晶闸管工作条件为:加正向电压且门极有触发电流;其派生器件有:快速晶闸管,双向晶闸管,逆导晶闸管,光控晶闸管等。晶闸管简称为SCR,IGBT的中文名称为绝缘栅双极型晶体管。IGBT等效为由BJT(双极型三极管)加MOS(绝缘栅型场效应管)。IGBT为全控型器件,SCR为半控型器件。IGBT模块已经在很多运用场合取代了SCR。SCR是通过电流来控制,IGBT通过电压来控制。SCR需要电流脉冲驱动开通,一旦开通,通过门极无法关断。SCR的开关时间较长,所以频率不能太高,一般在3-5KHZ左右;IGBT的开关频率较高。IGBT模块可达30KHZ左右,IGBT单管开关频率更高,达50KHZ以上。晶闸管和IGBT有什么区别?功率晶闸管(SCR)在过去相当一段时间里,几乎是能够承受高电压和大电流的半导体器件。因此,针对SCR的不足,人们又研制开发出了门极关断晶闸管(GTO)。用GTO晶闸管作为逆变器件取得了较为满意的结果,但其关断控制较易失败,仍较复杂,工作频率也不够高。几乎与此同时,电力晶体管(GTR)迅速发展了起来。 英飞凌(Infineon)是德国西门子半导体集体(Siemens)的单独上市公司。前身也叫欧派克。
具有门极输入阻抗高、驱动功率小、电流关断能力强、开关速度快、开关损耗小等优点。随着下游应用发展越来越快,MOSFET的电流能力显然已经不能满足市场需求。为了在保留MOSFET优点的前提下降低器件的导通电阻,人们曾经尝试通过提高MOSFET衬底的掺杂浓度以降低导通电阻,但衬底掺杂的提高会降低器件的耐压。这显然不是理想的改进办法。但是如果在MOSFET结构的基础上引入一个双极型BJT结构,就不仅能够保留MOSFET原有优点,还可以通过BJT结构的少数载流子注入效应对n漂移区的电导率进行调制,从而有效降低n漂移区的电阻率,提高器件的电流能力。经过后续不断的改进,目前IGBT已经能够覆盖从600V—6500V的电压范围,应用涵盖从工业电源、变频器、新能源汽车、新能源发电到轨道交通、国家电网等一系列领域。IGBT凭借其高输入阻抗、驱动电路简单、开关损耗小等优点在庞大的功率器件世界中赢得了自己的一片领域。总体来说,BJT、MOSFET、IGBT三者的关系就像下面这匹马当然更准确来说,这三者虽然在之前的基础上进行了改进,但并非是完全替代的关系,三者在功率器件市场都各有所长,应用领域也不完全重合。因此,在时间上可以将其看做祖孙三代的关系。 第四代IGBT命名的后缀为:T4,S4,E4,P4。四川进口英飞凌infineonIGBT模块
这些IGBT是汽车级别的,属于特种模块,价格偏贵。四川进口英飞凌infineonIGBT模块
并在检测电阻40上得到检测信号。因此,这种将检测电阻40通过引线直接与主工作区的源区金属相接,可以避免主工作区的工作电流接地电压对测试的影响。但是,这种方式得到的检测电流曲线与工作电流曲线并不对应,如图4所示,得到的检测电流与工作电流的比例关系不固定,在大电流时,检测电流与工作电流的偏差较大,此时,电流传感器1的灵敏性较低,从而导致检测电流的精度和敏感性比较低。针对上述问题,本发明实施例提供了igbt芯片及半导体功率模块,避免了栅电极因对地电位变化造成的偏差,提高了检测电流的精度。为便于对本实施例进行理解,下面首先对本发明实施例提供的一种igbt芯片进行详细介绍。实施例一:本发明实施例提供了一种igbt芯片,图5为本发明实施例提供的一种igbt芯片的结构示意图,如图5所示,在igbt芯片上设置有:工作区域10、电流检测区域20和接地区域30;其中,在igbt芯片上还包括第1表面和第二表面,且,第1表面和第二表面相对设置;第1表面上设置有工作区域10和电流检测区域20的公共栅极单元100,以及,工作区域10的第1发射极单元101、电流检测区域20的第二发射极单元201和第三发射极单元202,其中,第三发射极单元202与第1发射极单元101连接。 四川进口英飞凌infineonIGBT模块