关于大功率 IGBT模块的特点以及发展趋势，你了解吗？

在科学技术高度发达的今天，各种各样的高科技出现在我们的生活中，为我们的生活带来便利，那么你知道这些高科技可能会含有的大功率 IGBT模块吗?

功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等，是电子装置中电能转换与电路控制的核心。功率半导体器件种类众多，按集成度可分为功率IC、功率模块和功率分立器件三大类，其中功率分立器件中MOSFET、功率二极管、IGBT占比较大，是最主要的品类。

绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是在金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和双极晶体管(Bipolar)基础上发展起来的一种新型复合功率器件，具有MOS输入、双极输出功能。IGBT集Bipolar器件通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好的优点于一身。作为电力电子变换器的核心器件，为应用装置的高频化、小型化、高性能和高可靠性奠定了基础[1]。

单一功能型的大功率igbt驱动保护电路一般是由光耦和功率缓冲器构成, hcpl-3150如等,如图1所示.它将普通控制信号的 ttl/cmos 输入电平信号转变为正负十几伏的 igbt 门 极驱动输出电平,正负电平的幅值取决于隔离电源.工程师进行设计时可将它配上隔离电源电路,死区控制电路,逻辑处理电路,门极驱动 电阻等,就可直接驱动 igbt,形成最简单的大功率 igbt 驱动保护电路;也可以自己配上一些 外围电路形成多功能型驱动器. 单一功能型的大功率 igbt 驱动保护电路的最大优点是应用灵活,成本较低.

自IGBT商业化应用以来，作为新型功率半导体器件的主型器件，IGBT在1—100kHz的频率应用范围内占据重要地位，其电压范围为600V—6500V，电流范围为1A—3600A(140mm x 190mm模块)。IGBT广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。

多功能型的大功率 igbt 驱动保护电路除了提供直接驱动 igbt 的功能之外,还可以提供 完善的保护功能,如 hcpl-316j, m57962 等,如图 2和图 3所示,它们一般采用混合厚膜 封装技术或者采用集成封装技术, 可以直接兼容 cmos/ttl 电平.工程师进行设计时一般只需 要配上隔离电源电路,死区控制电路,逻辑处理电路,门极驱动电阻等,就可以成为一个较 为完整的大功率 igbt 驱动保护电路.

目前，世界各大功率半导体公司对IGBT的研发热潮日益高涨，研究步伐和技术革新日益加快，IGBT芯片的设计与生产厂家有英飞凌(Infineon)、 ABB、三菱(Mitsubishi Electric)、Dynex(中国南车，CSR)、IXYS Corporation、International Rectifier、Powerex、Philips、Motorola、Fuji Electric、Hitachi、Toshiba等，主要集中在欧、美、日等国家。因为种种原因，国内在IGBT技术研究开发方面虽然起步较早，但进展缓慢，特别是在IGBT产业化方面尚处于起步阶段，作为全球最大的IGBT应用市场，IGBT模块主要依赖进口。

目前 igbt 的开通电压一般采用+15v 电压源驱动, 有人已经提出发展恒流源驱动的方法, 认为可以克服 igbt 的"米勒"电容效应,使 igbt 的导通更加可靠.igbt 的关断电压从最初的 0 v,到后来的-7v 左右,低频下普遍使用-15v.

商用IGBT的体结构设计技术的发展经历了从穿通(Punch Through，PT)到非穿通(Non Punch Through，NPT)，再到软穿通(Soft Punch Through，SPT)的过程，如图3所示[3]。而在穿通结构之前，IGBT的体结构是基于厚晶圆扩散工艺的非穿通结构，背部空穴的注入效率很高，由于器件内部的寄生晶闸管结构，IGBT在工作时容易发生闩锁，因此很难实现商用。随着外延技术的发展，引入了N型缓冲层形成穿通结构，降低了背部空穴注入效率，并实现了批量应用，但由于外延工艺的特点，限制了高压IGBT的发展，其最高电压等级为1700V。

以上就是大功率 IGBT模块的一些值得大家学习的详细资料解析，希望在大家刚接触的过程中，能够给大家一定的帮助，如果有问题，也可以和小编一起探讨。