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今天,不论是用在工业领域还是民用产品的开关应用,绝缘栅双极晶体管(IGBT)都可以提供有效的解决方案,以实现最终产品的高能效和高性能。在节能至上的市场上,电子设计人员首选可以实现高能效的器件,而且要针对不同应用选择合适的IGBT。推动高能效创新的安森美半导体提供丰富的分立式IGBT方案,广泛用于电磁炉、不间断电源(UPS )、太阳能逆变器和逆变电焊机等领域。
IGBT技术概述
IGBT有强耐能量冲击能力和强耐短路电流能力 (5至10微秒)。现有IGBT包括沟道非穿通型 (NPT)、沟道场截止型 (FS) 第一代和沟道场截止型第二代IGBT等类型。随着制造工艺的进步,开始采用50微米晶圆及金属背板,超薄晶圆及其背面处理工艺减少了IGBT的导通和开关损耗。
对比沟道非穿通型和沟道场截止型IGBT可以发现,前者的电场强度在硅漂移区 (n-FZ)线性递减到0,硅漂移区厚度与耐压成线性正比,因此具有高导通压降和高关断损耗;后者用N缓冲层减少了硅漂移区的厚度,实现了超薄晶圆,从而实现了低导通压降和低关断损耗 (图1)。
图1:沟道非穿通型和沟道场截止型IGBT对比
从技术趋势看,6至8英寸晶圆的厚度在不断缩减,从最初的250 μm到目前生产的100 μm和75 μm,还有50 μm和40 μm厚度正在研发当中。可以预期,今后IGBT的性能仍有望提高。
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