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  IGBT它是一種非常重要的電力電子器件。它既有功率，MOSFET驅(qū)動功率小、開關(guān)頻率高的優(yōu)點(diǎn)，以及大功率晶體管導(dǎo)電壓低、通態(tài)電流大的優(yōu)點(diǎn)。它可以隨時關(guān)閉通態(tài)電流，避免了一般晶閘管只能在一個半波內(nèi)導(dǎo)通而不能關(guān)閉的弱點(diǎn)。它是電力電子領(lǐng)域一個非常有前途的大功率半導(dǎo)體設(shè)備。IGBT這種新型功率半導(dǎo)體設(shè)備，又稱絕緣柵雙極晶體管，是第三次功率半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)革命的代表性產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于軌道交通、航空航天、船舶驅(qū)動、智能電網(wǎng)、新能源、交流變頻、風(fēng)能發(fā)電、電機(jī)傳動、汽車等弱電控制等行業(yè)。近30年來，已達(dá)到12英寸硅晶片和6500伏的高水平。

  “薄如蟬翼”的IGBT芯片IGBT芯片發(fā)展趨勢是：薄片工藝，主要是減少熱阻，減小襯底電阻從而減小通態(tài)損耗;小管芯，主要是提高器件的電流密度，15年來管芯的 面積減少了2/3;大硅片，硅片由5英寸變?yōu)?2英寸，面積增加了5.76倍，折算后每顆芯粒的成本可以大大的降低。Infineon英飛凌專注于迎接現(xiàn)代社會的三大科技挑戰(zhàn): 高能效、 移動性和 安全性，為汽車和工業(yè)功率器件、芯片和安全應(yīng)用提供半導(dǎo)體和系統(tǒng)解決方案。英飛凌的產(chǎn)品素以高可靠性、卓越質(zhì)量和創(chuàng)新性著稱。英飛凌分別針對小、中、大功率應(yīng)用而設(shè)計的三種IGBT4芯片

  英飛凌IGBT4芯片技術(shù)：

  ●基于溝槽柵+場終止結(jié)構(gòu)，1200V和1700V;

  ●200V三種類型：小功率T4、中功率E4、大功率P4;

  ●1700V兩種類型：中功率E4、大功率P4;

  ●P4實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷特性的明顯提升，關(guān)斷時電壓尖峰小，無振蕩;

  ●T4和E4提高關(guān)斷速度，開關(guān)頻率較高時輸出能力優(yōu)于T3和E3;

  ●配用反向恢復(fù)特性更"軟"的EmCon4續(xù)流二極管;

  ●飽和電壓正溫度系數(shù)，10 μs短路承受時間不變。

  英飛凌IGBT芯片選型

  Ptot：最大允許功耗在Tc=25°C條件下，每個IGBT開關(guān)的最大允許功率損耗，及通過結(jié)到殼的熱阻所允許的最大耗散功率。

  IC nom：集電極直流電流在可使用的結(jié)溫范圍內(nèi)流過集電極-發(fā)射極的最大直流電流。根據(jù)最大耗散功率的定義，可以由Ptot的公式計算最大允許集電極電流。因而為了給出一個模塊的額定電流，必須指定對應(yīng)的結(jié)和外殼的溫度。請注意，沒有規(guī)定溫度條件下的額定電流是沒有意義的。

  ICRM：可重復(fù)的集電極峰值電流最大允許的集電極峰值電流(Tj≤150°C)，IGBT在短時間內(nèi)可以超過額定電流。手冊里定義為規(guī)定的脈沖條件下可重復(fù)集電極峰值電流，如下圖所示。理論上，如果定義了過電流持續(xù)時間，該值可由允許耗散功耗及瞬時熱阻Zth計算獲得。然而這個理論值并沒有考慮到綁定線、母排、電氣連接器的限制。因此，數(shù)據(jù)手冊的值相比較理論計算值很低，但是，它是綜合考慮功率模塊的實(shí)際限制規(guī)定的安全工作區(qū)。

  RBSOA：反偏安全工作區(qū)該參數(shù)描述了功率模塊的IGBT在關(guān)斷時的安全工作條件。如果工作期間允許的最大結(jié)溫不被超過，IGBT芯片在規(guī)定的阻斷電壓下可驅(qū)使兩倍的額定電流。由于模塊內(nèi)部雜散電感，模塊安全工作區(qū)被限定，如下圖所示。隨著交換電流的增加，允許的集電極-發(fā)射極電壓需要降額。此外，電壓的降額很大程度上依賴于系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，諸如DC-Link的雜散電感以及開關(guān)轉(zhuǎn)換過程換流速度。對于該安全工作區(qū)，假定采用理想的DC-Link電容器，換流速度為規(guī)定的柵極電阻及柵極驅(qū)動電壓條件下獲得。

  Isc：短路電流短路電流為典型值，在應(yīng)用中，短路時間不能超過10uS。IGBT的短路特性是在最大允許運(yùn)行結(jié)溫下測得。

VCEsat：集電極-發(fā)射極飽和電壓規(guī)定條件下，流過指定的集電極電流時集電極與發(fā)射極電壓的飽和值(IGBT在導(dǎo)通狀態(tài)下的電壓降)。手冊的VCEsat值是在額定電流條件下獲得，給出了Tj在25oC及125oC的值。英飛凌的IGBT都具有正溫度效應(yīng)，適宜于并聯(lián)。手冊的VCEsat值完全為芯片級，不包含導(dǎo)線電阻。其他影響IGBT模塊選型的因素要確定主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這個和IGBT選型密切相關(guān)，引線方式、結(jié)構(gòu)也會給IGBT選型提出要求，再就是考慮性價比和供貨。熱阻是指一定的模塊耗散功率下，帶來的模塊內(nèi)部芯片結(jié)溫相對模塊殼溫的上升情況，反映模塊的散熱能力，也是一個重要的參數(shù)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是模塊里面的各個芯片之間的電路連接關(guān)系，是封裝形式的一部分，封裝形式還包括封裝外形，是34mm還是62mm還是別的外形。當(dāng)沒有產(chǎn)品手冊從產(chǎn)品型號判定其基本參數(shù)的方法英飛凌IGBT模塊型號代表如下圖