IGBT器件的研究與應(yīng)用.pdf

1、IGB工具有電壓控制、輸入阻抗大、驅(qū)動功率小、導(dǎo)通電阻小、開關(guān)損耗低及工作頻率高等優(yōu)點(diǎn)，是新型電力半導(dǎo)體器件中具有代表性的平臺器件。IGBT的應(yīng)用十分廣泛，從普通的家用電器到國防軍事武器都有重要的應(yīng)用，然而國內(nèi)絕大部分IGBT產(chǎn)品依賴進(jìn)口，因此研究IGBT器件具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
　　論文分析了IGBT器件在電磁爐電路和逆變器電路中的應(yīng)用。在電磁爐電路中，功率管IGBT的工作電壓峰值小于1200V，工作頻率在20KHz到30K

2、Hz之間，非穿通型結(jié)構(gòu)完全能夠滿足要求；而在高壓、特高壓的逆變電路中，場截止型IGB工具有它的優(yōu)勢。
　　論文比較分析了非穿通型IGBT和場截止型IGBT的結(jié)構(gòu)，建立了這兩種器件的擊穿電壓、導(dǎo)通壓降和關(guān)斷時間的分析模型，得出了這些電學(xué)參數(shù)與基區(qū)摻雜濃度、厚度以及發(fā)射區(qū)摻雜濃度、厚度等參數(shù)之間的關(guān)系。借助Tsuprem4和Medici軟件，分析了器件背面發(fā)射區(qū)注入效率和溫度對器件性能的影響，模擬結(jié)果表明：導(dǎo)通壓降和擊穿電壓隨注入劑量

3、和能量的增大而減小，關(guān)斷時間隨注入劑量和能量的增大而延長，當(dāng)背注入能量為80keV、劑量為1014cm-2數(shù)量級時，器件具有最佳的性能：器件的漏電流和擊穿電壓隨溫度升高而增大，閾值電壓隨溫度升高而減小，NPT-IGBT和FS-IGBT正常工作時具有較寬的電流負(fù)溫度變化區(qū)，適合多元胞并聯(lián)。論文針對耐壓為1200V的IGBT器件提出了金屬接觸式場板和場限環(huán)相結(jié)合的終端結(jié)構(gòu)。
　　最后，根據(jù)上述理論分析和仿真，對1200VNPT-IGB