IGBT技术的发展历史和最新进展

自从第一个IGBT的概念被在论文中介绍以来，已有20年过去了。在此期间，IGBT芯片技术以其性能的重大改进经历了若干代的创新。其后，包括IGBT芯片在内的当代IGBT器件、IGBT模块和智能化功率模块(IPM)已被公认为是最受欢迎的电力半导体器件。对于IGBT器件性能的改进来说。最重要的事项就是减少功耗和保持安全工作区(SOA)。在这些事项中，始终存在着对其性能参数间的战略折衷。这些折衷往往表现为被一种新的芯片技术带来的新优化。本文将总结IGBT技术的历史和最新进展。     

IGBT的研究与进展

本文介绍了现代硅基核心功率半导体器件IGBT的历史演变和新型器件结构的研究进展,阐述了该器件在轨道交通、直流输电和新能源汽车等领域的研发进展和应用现状;最后讨论了IGBT技术面临的技术挑战和发展趋势。     

IGBT的发展现状及应用

介绍了绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ）的基本结构，工作原理及其在国内外的发展现状，并阐述了ＩＧＢＴ的独特性能及其在电力电子领域的应用。     

提高IGBT开关速度的技术

简要分析了ＩＧＢＴ（绝缘栅双极晶体管）的工作机理,制作了２０Ａ／１０５０Ｖ的ＩＧＢＴ芯片,给出了测试结果,并对试制样品中辐照前后的关断特性作了详细的比较和讨论。     

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。     

不断发展中的IGBT技术概述

概述了自IGBT发明以来其主要结构和相应性能的改进,包括芯片集电结附近（下层）结构的改进（透明集电区）,耐压层附近（中层）结构的改进（NPT,FS／SPT等）和近表层（上层）结构的改进（沟槽栅结构,注入增强结构等）,以及由它们组合成的NPT—IGBT,Trench IGBT,Trenchstop—IGBT,SPT,SPT＋,IEGT,HiGT,CSTBT等。     

IGBT的传输特性分析

对绝缘栅双极晶体管中宽基区、低增益ｐｎｐ晶体管与普通高增益晶体管之间的差异进行了综合分析，表明，ＩＧＢＴ的工作特性必须采用双极传输理论来描述。     

1300V,1600V高压IGBT的实现

本文基于理论分析和实验研究，分别在ｎ＾－／ｎ＾＋／ｐ＾＋外延和硅单晶基片上实现了１３００Ｖ及１６００Ｖ高压ＩＧＢＴ；并进而证实了获得高压ＩＧＢＴ相互联的关键技术──器件纵向横向几何结构及工作参数的准确计量优化，低缺陷密度高性能厚层硅材料的工艺生长技术，和复合高压终端结构的叠加组合形成。     

IGBT的应用

本文主要说明绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ）特别是单体封装的分立式的ＩＧＢＴ的结构、工作原理、研制方向。最后还介绍了使用分立式ＩＧＢＴ的ＩＨ电饭锅、频闪观测器、通用逆变器等．     

离线式IGBT开关特性测试技术综述

IGBT功率开关器件在现代大功率变换器中的应用非常广泛,其开关特性直接影响到变换器的性能。获得实际工作条件下的开关器件特性具有重要的实用价值。如何准确测量并记录器件开关过程自然成为研究热点。文中分析了IGBT器件开关特性测试中的关键问题,总结了大功率下电流电压测量的各种方法,并对国内外的开关特性测试研究现状进行了分类和总结。     

大功率IGBT驱动技术的现状与发展

本文介绍了大功率IGBT驱动保护电路的种类及功能。同时对IGBT驱动保护技术的发展方向进行了展望。     

大功率IGBT驱动保护方法研究进展综述

大功率IGBT广泛应用于电力电子行业,其驱动器也与之快速发展.现有的IGBT驱动器都集驱动与保护于一体,驱动功能趋于智能化,保护功能趋于完善可靠.过流保护是IGBT保护中最重要的一种保护功能,本文详细概括了目前过流检测、保护和驱动的主要方法,并对IGBT驱动的未来进行了展望.     

智能电网应用的大功率IGBT模块技术

近年来IGBT模块技术进步扩展了IGBT应用范围,进入了诸如轨道牵引、HDVC和包括智能电网系统的电能质量等真正的大功率领域。本文着重IGBT技术及其在欧盟UNIFLEX-PM（未来电网通用灵活电能管理先进功率变流器）项目应用情况。     

具备更强机械性能的高功率IGBT模块——采用最新3．3kVIGBT3芯片技术

本文介绍了新一代IHM.B具备更强机械性能的高功率IGBT模块,其融合了最新的设计、材料、焊接和安装技术。首批IHM.B模块将搭载最新的、采用沟槽栅单元设计的3.3kV IGBT3芯片,在保持机械兼容性的同时,极大地提高了器件的热效率和电气效率。本文还对宇宙射线以及功率循环试验进行了研究。     

功率IGBT模块中的材料技术

介绍了功率IGBT模块封装中所用到的氮化铝DBC技术和铝碳化硅技术,通过对其材料特性、技术特点分析以及其对IGBT模块性能的影响分析,说明了氮化铝DBC和铝碳化硅在未来高压大功率IGBT模块发展中的作用和发展趋势。     

具备更强机械性能的高功率IGBT模块——采用最新3．3kV IGBT3芯片技术

本文介绍了新一代IHM．B具备更强机械性能的高功率IGBT模块，其融合了最新的设计、材料、焊接和安装技术。首批IHMB模块将搭载最新的、采用沟槽栅单元设计的3．3kV IGBT3芯片，在保持机械兼容性的同时，极大地提高了器件的热效率和电气效率。本文还对宇宙射线以及功率循环试验进行了研究。     

IGBT全自动装片机工艺方法研究

IGBT全自动装片机是用于IGBT制造封装业中的后道封装工艺-固精工序。传统的封装工艺采用两台设备经过两次装片,两次加热,容易造成两次氧化的工艺、应力二次释放等问题。文章讨论的IGBT装片工艺是在一台设备上完成双芯片键合和焊料封装工序,实现IGBT器件的高速、精确装片,为了实现本工艺采用了双抓取、双Wafter平台技术,双识别、双监控系统等多项高端技术。文章从IGBT全自动装片机研究的必要性、工艺的创新性、可行性等几个方面进行了分析。     

一种大容量IGBT整流器控制技术

大容量IGBT整流器采用三电平PWM控制，应用调整载波相位配合等技术有效降低了谐波对电网的影响，采用高功率因数矢量控制技术，保证了网侧输入功率因数达到1.0；采用低开关频率载波并配合预见性PWM控制技术，提高IGBT在大容量系统中的应用能力。通过在运行中检修试验等实践，证明了其可以较好满足生产中各项要求。     

基于ANSYS的IGBT热模拟与分析

根据IGBT的基本结构和工作原理,建立了一种新的IGBT三维热模型.运用基于有限元法的分析软件ANSYS,对功率分别为0.5W,1.0W,1.5W,2.0W条件下的器件热分布进行模拟分析.结果表明,热耦合加剧了器件的自升温,且功率越大,影响越明显.另外,考虑了热导率随温度变化情况下的器件热模拟结果显示:在相同的功率(1W)条件下,器件最高温升高4.8K.由模拟结果得到的热阻与红外实测结果基本一致.