电子科技大学功率器件和功率集成电路-IGBTnew.ppt

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1、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Newidea:DMOS+BJT=IGBTIGBT结构和等效电路DMOSBJTnN+PgsdnP+PbecIGBT结构和等效电路DMOSBJTnN+PgsdnP+PbecnP+PgsdIGBT(Anode)(cathode)nN+PgsdDMOSIGBT等效电路nP+PgsdIGBT(Anode)(cathode)IGBT

2、等效电路nP+PgsdIGBT(Anode)(cathode)cathodeanodegate实际的IGBT结构nP+gsdIGBT(Anode)(cathode)P+P防止器件出现闭锁(latchup)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20A0A0V5VMOSVg=10VMOSVb=2mAIGBTVg=10VVIIGBT的特性—耐压nP+PgsdIGBT(Anode)(cathode)IGBT的特性—正向特性nP+PgsdIGBT(Anode)(cathode)pnpPiNPiN/MOSFET

3、模型nP+PgsdIGBT(Anode)(cathode)BipolarTransistor/MOS模型nP+PgsdIGBT(Anode)(cathode)物理模型双极输运方程PIN结构边界条件及解：BJT边界条件及解对于BJT和IGBT中的BJT结构，其电导调制基区为固定边界条件电导关系：IGBT的特性—开关速度timeVgIAVA两个阶段:(Fossum模型)快速下降阶段缓慢下降阶段快速下降阶段(Fossum模型)nP+PgsdIGBT(Anode)(cathode)基区内的总电荷不变,耗尽区边界发生变化.缓慢下降阶段

4、(Fossum模型)耗尽区边界不变,基区中电荷总数改变Fossum模型提高速度:减小基区中的少数载流子寿命.