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IGBT的主要I-V特性:
IGBT你既可以把它当做一个MOSFET与PiN二极管串联,也可以当做是一个宽基区的PNP被MOSFET驱动(DarlinGTOn结构), 前者可以用来理解它的特性,后者才是他的原理。它看起来就是一个MOSFET的I-V曲线往后挪了一段(>0.7V),因为沟道开启产生电流必须满足漂移区电流与漂移区电阻乘积超过0.7V,才能使得P+衬底与N-drift的PN结正向导通,这样才可以work,否则沟道开启也不能work的。
***代:他就是IGBT的雏形,相当简单的原理结构图那种,所以他必须要提高N-drift来提高耐压,所以导通电阻和关断功耗都比较高,所以没有普及使用。
第二代:PT-IGBT,由于耗尽层不能穿透N+缓冲层,所以基区电场加强呈梯形分布,所以可以减小芯片厚度从而减小功耗。这主要是西门子公司1990~1995年的产品BSM150GB1**N1("DN1"就是***代的意思)。它主要在600V上有优势(类似GTR特性),到1200V的时候遇到外延厚度大成本高、且可靠性低的问题(掺杂浓度以及厚度的均匀性差)。
第三代:NPT-IGBT,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),可以精细的控制结深而控制发射效率尽可能低,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,所以技术比较成熟在稳态损耗和关断损耗间取得了很好的折中,所以被广采用。**公司依然是西门子公司率先采用FZ(区熔法)代替外延的批量产品,**产品BSM200GB1**N2,VCE>1200V, Vce(sat)=2.1V。
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