大功率IGBT器件內部載流子控制方法綜述
2020年電子技術應用第6期
鄒 密1，馬 奎2
1.貴州大學 大數據與信息工程學院，貴州 貴陽550025； 2.貴州省微納電子與軟件技術重點實驗室，貴州 貴陽550025
摘要： 絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的內部載流子控制方法對器件的導通狀態電壓降、關斷損耗、SOA、熱可靠性和瞬態穩定性等器件性能至關重要。已經報道的許多載流子控制方法都側重于發射極(或陰極)、集電極(或陽極)和漂移區的設計。重點介紹了當前和未來幾代IGBT的載流子控制方法。回顧發射極、集電極和漂移區的設計如何影響正向壓降和關斷能量損耗之間的權衡。最后，總結展望未來大功率IGBT器件內部載流子控制方法的發展趨勢。
中圖分類號： TN389
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200085
中文引用格式： 鄒密，馬奎. 大功率IGBT器件內部載流子控制方法綜述[J].電子技術應用，2020，46(6)：21-27.
英文引用格式： Zou Mi，Ma Kui. Survey of internal carrier control methods for high power IGBTs[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(6)：21-27.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200085
中文引用格式： 鄒密，馬奎. 大功率IGBT器件內部載流子控制方法綜述[J].電子技術應用，2020，46(6)：21-27.
英文引用格式： Zou Mi，Ma Kui. Survey of internal carrier control methods for high power IGBTs[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(6)：21-27.
Survey of internal carrier control methods for high power IGBTs
Zou Mi1，Ma Kui2
1.College of Big Data and Information Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China； 2.Key Laboratory of Micro-Nano-Electronics of Guizhou Province，Guiyang 550025，China
Abstract： Internal carrier control methods for Insulated Gate Bipolar Transistors(IGBTs) are critical for the device performances such as on-state voltage drop, turn-off losses, SOA, thermal reliability and transient ruggedness, etc. Numerous carrier control methods focusing on the design of the emitter(or cathode), collector(or anode), and drift regions have been reported. This paper focuses on the carrier control methods of current and future generations of IGBTs.In particular, the designs of the emitter, collector, and drift regions and how they affects the trade-off between the forward voltage drop and the turn-off energy loss are reviewed. Finally, the development trend of carrier control in high-power IGBT devices is summarized look forward to.
Key words : IGBT; carrier control methods; device performance; turn-off losses; on-state voltage drop
0 引言
在過去的三十年，絕緣柵雙極晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistors，IGBT）已發展成為現代功率半導體器件的主力器件之一。和功率MOSFET相比，IGBT有工作電壓高、工作電流大、驅動功率小等優點，被廣泛應用于電機控制、不間斷電源（UPS）、空調、機器人、焊機和汽車電子等中頻應用領域。
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作者信息:
鄒 密1，馬 奎2
(1.貴州大學 大數據與信息工程學院，貴州 貴陽550025；
2.貴州省微納電子與軟件技術重點實驗室，貴州 貴陽550025)
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