電子發燒友網報道(文/李寧遠)IGBT作為新型功率半導體器件的主流器件,已廣泛應用于工業、通信、計算機、消費電子、汽車電子、航空航天、國防軍工等行業。在新能源、新能源汽車等新興領域也得到了廣泛應用。
IGBT具有輸入阻抗高、驅動電路簡單、開關損耗低的優點,在MOSFET和BJT的基礎上有效降低了N漂移區的電阻率,大大提高了器件的電流能力。目前,IGBT已經能夠覆蓋600伏到6500伏的電壓范圍。
中國擁有最大的功率半導體市場。目前,IGBT等高端器件的研發遠遠落后于國際大公司。IGBT技術的高度集成導致市場高度集中。與國內廠商相比,英飛凌、三菱和富士電氣等國際廠商目前具有絕對的市場優勢。本期,我們從國外主流廠商的系列產品出發,來看看目前處于行業頭部的IGBT產品。
英飛凌IGBT模塊
英飛凌在3300V以上電壓等級的高壓IGBT技術領域處于領先地位,在大功率溝槽技術方面也處于國際領先水平。在前進和阻擋狀態下,英飛凌IGBT的功率損耗極低,只需要低驅動功率就能發揮高效率。IGBT可承受高達6.5千伏的電壓,其工作頻率范圍為2千赫至50千赫。英飛凌IGBT憑借廣泛的技術組合優勢,擁有出色的載流能力、更高的脈沖負載能力和極低的功耗。
混合包裝系列模塊。
IGBT的應用電壓主要在600V到1200V之間,英飛凌在這個區間有很大的優勢。HybridPACK系列擴展了混合動力汽車和電動汽車的IGBT模塊的功率范圍,涵蓋200 A至900 A和400 V至1200 V(芯片額定值)的功率范圍。
混合動力驅動的功率范圍為100-175千瓦,并針對混合動力和電動汽車的牽引應用進行了優化。這是一個非常緊湊的電源模塊。
電源模塊采用新一代EDT2 IGBT芯片,為汽車微圖案凹槽式場停單元設計,可在電動車實際行駛循環中提供最高效率。芯片組具有參考電流密度、短路容限和較高的阻斷電壓,在惡劣環境條件下仍能可靠運行逆變器。
混合動力汽車DSC也是汽車的IGBT模塊。在Drive的基礎上,DSC的擴展性更強,效率提高了25%左右。
模塊采用雙面散熱技術和IGBT半橋配置,模塊兩側兩塊銅板用于雙面散熱(DSC),實現高功率密度。片內溫度和電流傳感器(過流保護)在安全性和性能之間提供了良好的保證。
TRENCHSTOP系列模塊。
TRENCHSTOP系列模塊專為變頻工業驅動而設計,基于新型微槽柵技術,可控性更高。90v/1200v溝槽截止IGBT 7二極管技術基于最新的微溝槽技術。該技術平臺的特點是實現了亞微米級平臺分隔的平行溝槽單元,而之前使用的是方形溝槽單元,器件損耗大大降低。
另一個突出的性能指標是更高的功率密度和更高的開關柔軟度,因為該芯片專門針對工業電機驅動應用和太陽能逆變器應用進行了優化。此外,功率密度的增加也是由于該系列功率模塊在過載情況下的最高允許工作溫度提高到175,功耗不超過4kW。
三菱IGBT模塊
三菱IGBT模塊有一項值得稱贊的技術,即CSTBT。在三菱IGBT芯片結構從平面柵結構到溝槽柵結構的發展過程中,采用IGBT利用載流子存儲效應開發的CSTBT結構,滿足了工業設備低損耗、小型化的要求。