IGBT芯片:产品升级趋势。IGBT芯片经历了7代升级:衬底从PT穿通,NPT非穿通到FS场截止,栅极从平面到Trench沟槽。随着技术的升级,通态功耗、开关功耗均不断减小。
第一代(PT):产品采用“辐照”手段,由于体内晶体结构本身原因造成“负温度系数”,各IGBT原胞通态压降不一致,不利于并联运行,第一代 IGBT电流只有25A,且容量小,有擎住现象,速度低。
第二代(改进 PT):采用“电场终止技术”,增加一个“缓冲层”,在相同的击穿电压下实现了更薄的晶片厚度,从而降低了 IGBT导通电阷,降低了 IGBT工作过程中的损耗。此技术在耐压较高的 IGBT上运用效果明显。
第三代(Trench-PT):把沟道从表面变到垂直面,所以基区的 PIN效应增强,栅极附近载流子浓度增大,从而提高了电导调制效应减小了导通电阷;同时由于沟道不在表面,栅极密度增加不受限制,工作时增强了电流导通能力。国内主要是这一代产品。
第四代(NPT): 目前应用最广泛的一代产品。不再采用外延技术,而是采用离子注入的技术来生成P+集电极(透明集电极技术),可以精准的控制结深而控制变射效率尽可能低,增快载流子抽取速度来降低关断损耗,可以保持基区原有的载流子寿命而不会影响稳态功耗,同时具有正温度系数特点。
第五代( NPT-FS):在第四代产品“透明集电区技术”与“电场终止技术”的组合。由于采用了先进的薄片技术并且在薄片上形成电场终止层,大大的减小了芯片的总厚度,使得导通压降和动态损耗都有大幅的下降,从而进一步降低 IGBT工作中过程中的损耗。
第六代( NPT-FS-Trench):在第五代基础上改进了沟槽栅结构,进一步的增加了芯片的电流导通能力,极大地优化了芯片内的载流子浓度和分布。减小了芯片的综合损耗。
第七代:英飞凌直接从第四代跳到第七代,因为第五代和第六代其实是过渡性的产品,不能真正的算一个代系。
IGBT模块制造是指根据特定的电路设计,将两个或以上的 IGBT芯片和快恢复二极管芯片(FRD)贴片到DBC板上,并用金属线键合连接,然后进行灌封,以满足芯片、线路之间的绝缘、防潮、抗干扰等要求,最后将电路密封在绝缘外壳内,并不散热底板绝缘的工艺。
IPM=IGBT模块+驱动芯片。IPM主要应用在家电领域,上限电流在 50A左右。
2013年,士关微参与电子信息产业发展基金项目,与国内变频空调厂家一起,开发了用于变频空调驱动的国产智能功率模块(IPM)。
2017年,其全自主高性能变频控制芯片成功量产,一丼追平了国内不国际竞争对手的差距,在芯片设计以及系统设计方案商取得了全新的研发成果。
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