一种新N型射极势垒绝缘栅双极晶体管

本文提出了一种新N型射极势垒绝缘栅双极晶体管。该器件用N型轻掺杂区代替传统的P+区形成空穴势垒,以阻止寄生PNP晶体管空穴分流,从而增强电导调制效应。仿真验证结果显示,该器件对比传统沟槽IGBT,其电流密度和关断损耗分别增加和降低了49%和25%,同时具有相似的击穿电压、关断时间和雪崩能量。此外,该器件具有无限大的跨导,有利于开通和关断。因此,该器件可应用于高压大功率电力电子系统。     

基于高压IGBT暂态机理模型的分析与研究

随着绝缘栅双极性晶体管(IGBT)使用的电压等级越来越高,关于绝缘栅双极性晶体管(IGBT)开关暂态的研究显得尤为重要。在机理模型的基础上能细划分为MOSFET与BJT,即金属氧化层半导体场效晶体管与双极结型晶体管两个部分,对其进行建模,列举出模型参数提取方法。该模型可在Matlab中实现,把IGBT作为案例列出模型参数数值,分析比较高压开通暂态、关闭暂态与开关损耗仿真结果,以此检验机理模型对高压IGBT是否适用。     

基于Saber的IGBT逆变桥无损缓冲电路的仿真分析

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)缓冲电路对抑制IGBT开关过程中产生的尖峰电压具有重要作用。本文通过分析无损缓冲电路的原理及特点,结合原有RCD缓冲电路,探索研究了一种新的适用于IGBT逆变桥的无损缓冲电路,并采用Saber软件对两种电路进行了仿真分析,对比比较了两种缓冲吸收电路的优缺点。仿真结果验证了新无损缓冲电路抑制IGBT关断过电压的可靠性。     

1200V场终止型绝缘栅双极晶体管的ADE物理建模及参数提取

绝缘栅双极晶体管（IGBT）是微电子学研究的热点之一,而相关电路仿真迫切需要该器件的等效模型.本文提出基于傅里叶解双极扩散方程（ADE）的1200V场终止型IGBT物理模型,通过RC电路等效漂移区载流子分布,精确求解双极扩散方程.该模型针对大功率IGBT的工作原理,采用大注入假设条件,在综合分析场终止层的同时,根据1200V场终止型IGBT的特点考虑漂移区载流子的复合效应.在提取器件模型所需的关键参数后,用实际IGBT的测量结果对该模型的仿真结果进行了验证,通过分析静态以及关断瞬态特性曲线,仿真与实验数据误差均值小于8%,证明所建模型及参数提取方法的精确度.     

RSD关断时间检测方法的改进研究

在脉冲功率的重频应用中,开关的关断特性是至关重要的,其关断时间直接决定了可以获得的最高重复频率。文中通过软件仿真分析了影响反向开关晶体管RSD(reversely switched dynistor)关断时间的因素,同时为了更准确地测得RSD的关断时间,在对其关断时间检测电路原理研究的基础上,提出了一种采用IGBT代替晶闸管(Thyristor)作为预充回路开关的改进测量方法。仿真结果表明RSD的关断时间随着器件少子寿命、主电流下降率dI/dt和工作电压的增大而增大。实验测得了正向阻断电压为2 000 V的RSD在IGBT开通时间分别为20μs、40μs和50μs下的电压电流波形及关断时间。     

1700 V精细沟槽栅IGBT器件设计

为了改善绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件关断损耗和导通压降之间的折中关系,同时降低器件制造成本,基于1 700 V电压平台设计了一种采用精细沟槽栅结构的IGBT。采用TCAD软件进行仿真,研究衬底电阻率、衬底厚度、沟槽栅深度、沟槽栅宽度、载流子存储层注入剂量、沟槽栅元胞结构等因素对精细沟槽栅IGBT器件性能参数的影响,确定了最优工艺参数,并对1 700 V精细沟槽栅IGBT芯片进行流片和封装。测试结果显示,相比普通沟槽栅IGBT模块,1 700 V精细沟槽栅IGBT模块在芯片面积减小34.2%的情况下,关断损耗降低了8.6%,导通压降仅升高5.5%,器件性价比得到了优化。     

一种具有部分高介电常数介质调制效应的IGBT

提出了一种具有高介电常数介质填充沟槽的绝缘栅双极晶体管(IGBT)。分析了高介电常数介质调制效应。结果表明,与普通场阻型IGBT相比,该器件的击穿电压提高了8%,通态压降减小了8%,关断损耗降低了11%;在相同通态压降下,该器件的关断损耗降低了35%。在栅极与原HK介质之间增加介电常数更高的介质,进一步提升了该IGBT的性能。与普通场阻型IGBT相比,在相同击穿电压与通态压降下,改进器件的关断损耗降低了57%。     

大功率D类功放的仿真研究

大功率超声波在工业生产中具有重要的作用。功率放大器是超声波发射机的核心单元。由IGBT构成的D类功率放大器,必须采取有效措施抑制电压脉冲尖峰,防止过压击穿大功率器件。分析了D类功放电路的原理以及输出电压尖峰脉冲产生的原因,介绍了几种常用的尖峰抑制吸收电路。重点分析了RCD型的吸收方案,给出了电路元件参数的计算方法。采用Pspice对设计方案进行了仿真验证,结果表明RCD吸收电路可以有效抑制功放的尖峰电压,保护发射机核心器件IGBT。     

基于2ED020I12-F2的IGBT驱动电路设计

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动电路的设计是保证系统可靠运行的重要环节。文中基于英飞凌的磁隔离驱动芯片2ED020I12-F2进行IGBT驱动电路的设计,对2ED020I12-F2的工作过程进行了分析,研究了芯片对IGBT的开通关断及过压过流保护等的工作原理。并运用2ED020I12-F2及其他器件设计了带有变压器隔离与自给电源功能的IGBT驱动电路,且通过实际试验证明了驱动电路设计的正确性与可靠性。     

电荷耦合内透明集电极IGBT设计与仿真北大核心CSCD

针对沟槽型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)栅电容较大、开关速度较慢的问题,基于内透明集电极(ITC)技术,将电荷耦合(CC)的思想应用于槽栅IGBT中。采用仿真工具MEDICI对电荷耦合内透明集电极IGBT(CC-ITC-IGBT)的击穿特性、导通特性和开关特性等进行了仿真研究,重点研究了电荷耦合区掺杂浓度和局域载流子寿命控制区(LCLC)载流子寿命对器件性能的影响,并和普通的槽栅内透明集电极IGBT进行了对比。结果表明,在给定的参数范围内,新结构在快速关断区域折中特性曲线更好,在低导通压降区域,优势变得不太明显,因而电荷耦合内透明集电极IGBT更适合做快速关断型。