一种高性能的新结构IGBT

提出了一种低功率损耗的新结构IGBT.该新结构的创新点在于其复合耐压层结构,该耐压层包括深扩散形成的n型缓冲层和硼注入形成的透明背发射区两部分.虽然在正常工作条件下,该新结构IGBT工作于穿通状态,但器件仍具有非穿通IGBT( NPT- IGBT)的优良特性.该新结构IGBT具有比NPT- IGBT更薄的芯片厚度,从而可以获得更好的通态压降和关断功耗之间的折衷.实验结果表明:与NPT- IGBT相比较,新结构IGBT的功率损耗降低了40     

低功耗IGBT(LPL-IGBT)及其仿真

提出了一种新结构的IGBT,取名为低功耗IGBT(LPL-IGBT),它具有离子注入形成的超薄且轻掺杂的背P型发射区,从而具有NPT-IGBT的优点;同时具有由衬底预扩散残留层构成的n型缓冲层,又具有PT-IGBT的优点.计算机仿真结果证明,它的关断损耗比PT-IGBT和NPT-IGBT降低一倍左右.它的结构比FSIGBT更适合于实际生产.     

一种具有新耐压层结构的IGBT

介绍了一种具有新型耐压层结构的IGBT——低功耗IGBT。新结构用三重扩散的方法在n- 单晶片上引入了n 缓冲层。保留了NPT-IGBT中薄而轻掺杂的背p 层和高载流子寿命的本质优点,同时又具有PT-IGBT中n-/n 双层复合的薄耐压层 (即薄基区) 的优点。计算机仿真得出,新结构IGBT的关断损耗比传统的IGBT减小50%左右。针对LPL-IGBT的创新点——新耐压层结构,我们还进行了优化仿真。     

具有P型浮空区的槽栅IGBT结构

本文提出了一种具有P型浮空层的新型槽栅IGBT结构,它是在之前所提的一种积累层沟道控制的槽栅IGBT(TAC-IGBT)基础之上引入了一浮空P型层。此结构在维持原有TAC-IGBT低的正向导通压降和更大正向偏置安全工作区（FBSOA）的同时,减小了器件的泄漏电流,提高了器件的击穿电压,也使得器件的短路安全工作区大大提高,且制造简单,设计裕度增大。仿真结果表明：对于1200V的IGBT器件,具有P型浮空层的新型槽栅IGBT结构漏电比TAC-IGBT小近一个量级,击穿电压提高近150V。     

一种高性能的新结构IGBT

提出了一种低功率损耗的新结构IGBT.该新结构的创新点在于其复合耐压层结构,该耐压层包括深扩散形成的n型缓冲层和硼注入形成的透明背发射区两部分.虽然在正常工作条件下,该新结构IGBT工作于穿通状态,但器件仍具有非穿通IGBT(NPT-IGBT)的优良特性.该新结构IGBT具有比NPT-IGBT更薄的芯片厚度,从而可以获得更好的通态压降和关断功耗之间的折衷.实验结果表明:与NPT-IGBT相比较,新结构IGBT的功率损耗降低了40%.     

一种新结构IGBT——内透明集电区IGBT

本文对一种新的IGBT结构——“内透明集电区IGBT”（ITC-IGBT）进行了仿真研究。这种新结构的特点是在用外延片制造的传统的IGBT的P型集电区中距集电结很近的位置设置了一个具有极高过剩载流子复合速率的内部高复合层，同时适当降低高复合层以上P区掺杂浓度。仿真结果表明，无论是穿通型结构（有缓冲层）还是非穿通型结构（无缓冲层）的ITC—IGBT，在器件工作电流范围内都具有饱和电压正温度系数，解决了现有的用外延片制造的PT—IGBT所难以克服的饱和电压负温度系数的缺点，有利于IGBT的并联使用。对于1200V以下的IGBT，该新结构开辟了一种可以避免超薄片操作的简单的制造良好温度性能器件的途径。     

基于SDB技术的新结构PT型IGBT器件研制

报道了基于 SDB技术的新结构穿通 ( PT)型 IGBT器件的研制 .运用 SDB技术 ,实现了PT型 IGBT器件的 N+ 缓冲层的优化设计 ,也形成了 IGBT器件的正斜角终端结构 .研制出IGBT器件有较好的电击穿特性和关断特性 .     

基于SDB技术的新结构PT型IGBT器件研制

报道了基于SDB技术的新结构穿通(PT)型IGBT器件的研制.运用SDB技术,实现了PT型IGBT器件的N+缓冲层的优化设计,也形成了IGBT器件的正斜角终端结构.研制出IGBT器件有较好的电击穿特性和关断特性.     

具有积累层沟道的槽栅IGBT结构

提出了一种具有积累层沟道的槽栅IGBT结构。仿真结果表明：在阻断电压为1200V,集电极电流密度为100 A/cm2,温度分别为300K和400K下的情况下,积累层沟道槽栅IGBT的正向压降分别为1.5V 和2V而常规槽栅IGBT分别为1.7V和2.4V。新结构比常规槽栅IGBT具有更低的开态压降和更大的正向安全工作区。文中同时分析了积累层沟道槽栅IGBT的阻断特性和关断特性。     

内透明集电极IGBT（ITC-IGBT）与PT-IGBT、FS-IGBT的性能比较

首次对600 V平面型内透明集电极IGBT(ITC-IGBT)、PT-IGBT和FS-IGBT通态电压与关断能耗之间的折中曲线进行了仿真分析和比较.ITC-IGBT是在PT-IGBT结构中的p+型衬底与n型缓冲层之间加入一层厚度很薄、掺杂浓度低于p+衬底的p型内透明集电区,并且在集电区之内、集电结附近设置具有很低过剩载流子寿命的载流子局域寿命控制层,从而实现透明集电极的效果.仿真结果表明,ITC-IGBT具有优良的综合性能,采用缓冲层浓度最优值的ITC-IGBT的折中曲线明显优于PT-IGBT与FS-IGBT.说明ITC-IGBT结构不仅能解决现有透明集电极IGBT超薄片加工工艺难度大的问题,还为进一步改善IGBT器件综合性能提供了新途径.     

IGBT温度特性及其等效电路模拟

文章提出了一种基于子电路的IGBT模型，并对IGBT的温度特性进行模拟。用电压控制的可变电阻等效IGBT的宽基区调制电阻取得了很好的效果。用SPICE的LEVEL_8模型，确保模拟的精确性和收敛性。模拟结果表明，无论PT型还是NPT型IGBT，其温度系数均可正可负，纠正了一种普遍的观点称为PT型IGBT，其温度系数可正可负而NPT型IGBT，其温度系数只为正。模拟结果与实验对比符合较好。     

功率器件IGBT槽栅设计尺寸对直流参数影响的研究

IGBT由于其优异特性而广泛应用于电机、电焊机和功率开关等领域,是功率器件的主流产品之一。本文首先简要介绍IGBT及历代器件工艺的发展,提出了一种槽栅IGBT的工艺流程,并研究了其槽栅设计尺寸对器件主要直流参数的影响。     

IPOSIM-IGBT仿真工具在UPS设计中的应用

IPOSIM是一个功能强大的IGBT仿真工具,能够计算IGBT和续流二极管的开关损耗和导通损耗,仿真其温度分布和结温纹波,又增添一些灵活的负荷定义、比较等功能,因而更具价值。文中简单介绍了计算1GBT损耗的基本理论和相关热分析模型以及应用该工具的相关原则。同时,结合UPS的基本特点和负载特性,重点分析如何有效地利用这个工具来选择IGBT,以及掌握在不同设计和应用条件下1GBT的运行状态。最后以5kVA UPS的实际应用作为案例。     

Modeling buffer layer IGBTs for circuit simulation

The dynamic behavior of commercially available buffer layer IGBTs is described. It is shown that buffer layer IGBTs become much faster at high voltages than nonbuffer layer IGBTs with similar low voltage characteristics. Because the fall times specified in manufacturers' data sheets do not reflect the voltage dependence of switching speed, a new method of selecting devices for different circuit applications is suggested. A buffer layer IGBT model is developed and implemented into the Saber circuit simulator, and a procedure is developed to extract the model parameters for buffer layer IGBTs. It is shown that the new buffer layer IGBT model can be used to describe the dynamic behavior and power dissipation of buffer layer IGBTs in user-defined application circuits. The results of the buffer layer IGBT model are verified using commercially available IGBTs     

IGBT在无汞平面光源驱动电源中的应用

本文对绝缘栅双极晶体管（IGBT）在无汞平面光源驱动电源中的应用可行性进行了分析。同时对IGBT和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的性能进行了比较,对IGBT在无汞平面光源中应用的可行性进行了分析。结果表明IGBT在大电流应用场合更具优越性,同时IGBT的温度特性优于MOSFET,采用IGBT可以简化电路结构。基于上述分析,设计了一组采用IGBT的12寸无汞平面光源的驱动电源,实验结果表明采用IGBT可以简化电路结构,降低电路成本。     

一种高性能的桥式驱动电路

介绍了一种IGBT驱动电路SKHI21,它具有对驱动电源的欠压监测的功能;原副边采用脉冲变压器隔离,可以驱动半桥的上下管两个IGBT,而且只需一路直流电源就能工作;另外它可以输出短路进行保护护及软件关断IGBT,有效地保护IGBT;分析了它的内部框图和使用方法,实验证明,该驱动电路使用简单、可靠,具有优良的驱动和保护性能。     

压接型IGBT器件单芯片子模组功率循环试验仿真

压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件因具有双面散热、短路失效和易于串联等优点,正逐步应用到柔性直流输电等领域.但其在工作过程中的热学、力学特性与传统焊接式IGBT模块相比有很大差异,故存在不同的长期可靠性问题.基于有限元法建立了压接型IGBT器件单芯片子模组多物理场耦合仿真模型,研究了三种功率循环仿真条件下器件的热学和力学特性,并且在功率循环过程中利用金属弹塑性模型来模拟材料的瞬态特性.仿真结果表明,IGBT芯片发射极表面与发射极钼片相接触的边缘是应力集中区域,芯片发射极表面栅极缺口和四周边角处有明显的塑性变形.同时,将仿真结果与实际失效的IGBT芯片进行了对比,进一步验证了仿真模型的有效性和适用性.     

雪崩击穿条件下4.5kV IGBT器件的背面优化研究

The static avalanche breakdown behavior of 4.5 kV high-voltage IGBT is studied by theory analysis and experiment. The avalanche breakdown behaviors of the 4.5 kV IGBTs with different backside structures are investigated and compared by using the curve tracer. The results show that the snap back behavior of the breakdown waveform is related to the bipolar PNP gain, which leads to the deterioration of the breakdown voltage. There are two ways to optimize the backside structure, one is increasing the implant dose of the N C buffer layer, the other is decreasing the implant dose of the P C collector layer. It is found that the optimized structure is effective in suppressing the snap back behavior and improving the breakdown characteristic of high voltage IGBT.     

应用于3.3kV IGBT的线性渐变掺杂结终端扩展的设计与优化

本文将线性渐变掺杂结终端扩展（LG-JTE）技术用于3.3kV IGBT并进行了试验验证。和采用多次光刻和离子注入传统结终端扩展技术不同,LG-JTE只用一张注入窗口宽度随与主结的距离线性变化的掩膜版。结合仿真设计了采用LG-JTE的IGBT,并在国内工艺平台上成功流片,其测试耐压达到3.7kV,接近理想的平行平面情形的耐压。     

高压IGBT制造技术的最新动向

阐述了当前２．５～４．５ｋＶ高压ＩＧＢＴ的最新制造技术和典型器件结构，认为高压大电流ＩＧＢＴ器件的开发成功将为未来电力电子技术的发展提供新的机遇和挑战。