电子科技大学功率器件和功率集成电路-(IGBT)6new.pptVIP

功率器件和功率集成电路 IGBT(绝缘栅双极性晶体管) 1.IGBT的提出 功率MOS的优点: 电容输入 电压控制 速度高 热稳定 功率MOS的缺点: 电流小 IGBT结构和等效电路 IGBT等效电路 实际的IGBT结构 IGBT的特性 耐压 导通电阻 开关速度 热特性 安全工作区 IGBT的特性 IGBT的特性—耐压 IGBT的特性—正向特性 PiN/MOSFET 模型 Bipolar Transistor/MOS 模型 物理模型 双极输运方程 PIN结构边界条件及解： BJT边界条件及解 电导关系： IGBT的特性—开关速度 快速下降阶段(Fossum模型) 缓慢下降阶段(Fossum模型) Fossum模型 * * 功率BJT的优点: 电流大 功率BJT的缺点: 电流控制 速度慢 正温度特性 New idea: DMOS+BJT=IGBT DMOS BJT n N+ P g s d n P+ P b e c IGBT结构和等效电路 DMOS BJT n N+ P g s d n P+ P b e c n P+ P g s d IGBT (Anode) (cathode) n N+ P g s d DMOS IGBT等效电路 n P+ P g s d IGBT (Anode) (cathode) n P+ P g s d IGBT (Anode) (cathode) cathode anode gate n P+ g s d IGBT (Anode) (cathode) P+ P 防止器件出现闭锁(latch up) 20A 0A 0V 5V MOS Vg=10V MOS Vb=2mA IGBT Vg=10V V I n P+ P g s d IGBT (Anode) (cathode) n P+ P g s d IGBT (Anode) (cathode) pnp PiN n P+ P g s d IGBT (Anode) (cathode) n P+ P g s d IGBT (Anode) (cathode) 对于BJT和IGBT中的BJT结构，其电导调制基区为固定边界条件 time Vg IA VA 两个阶段: (Fossum模型) 快速下降阶段 缓慢下降阶段 n P+ P g s d IGBT (Anode) (cathode) 基区内的总电荷不变, 耗尽区边界发生变化. 耗尽区边界不变, 基区中电荷总数改变 *