本應用筆記介紹了為反向阻斷功能而開發的新型 IGBT。應用筆記介紹了新型 IGBT 的應用及其電氣特性。

抽象的

開發了一種新的 IGBT，具有反向阻斷能力。各種應用都需要此功能，例如電流源逆變器、諧振電路、雙向開關或矩陣轉換器。本文介紹了單片芯片的技術及其操作行為，在典型電路中使用第一個樣本進行測量。

簡介：應用

需要用于具有反向阻斷能力的單向電流的可控開關的典型電路可分類為：

常規電流源逆變器如圖1所示

具有電流源的諧振轉換器，如圖 2 所示

用于主電流路徑中功率半導體軟開關的輔助諧振電路

雙向開關，例如在矩陣轉換器中，如圖 3 所示。

圖 1 反激

圖 2 逆變器

圖 3 逆變器

如果IGBT在電壓、電流和頻率方面都適用，這種開關到目前為止都是由一個沒有反向阻斷能力的標準IGBT和一個串聯二極管組成。相比之下，單片解決方案將提供諸如更少的傳導損耗、更低的空間要求和成本等優勢。

芯片技術

圖4 NPT IGBT（左）和反向阻斷IGBT（右）的芯片結構和符號

圖 4（右）顯示了反向阻斷 IGBT 芯片的橫截面示意圖。如圖所示的單元結構將繼續向左，而帶有用于結終端的保護環的芯片邊緣顯示在右側。幾何形狀基本上對應于 NPT IGBT，如圖 4（左）所示。NPT IGBT 無法在沒有場截止的情況下阻止邊緣處的顯著負擊穿。這種限制可以使用隔離擴散技術來克服，隔離擴散技術在晶閘管芯片的生產中是已知的：它允許在芯片邊緣折疊反向阻斷 IGBT 下 p+ 層，如圖 4 右側所示。這樣，p+ – n- 結保留在芯片內，在隔離頂部氧化層下方結束。結點——無論如何都是 IGBT 的一部分——因此被正確端接并能夠像 pn 二極管一樣阻止反向電壓。該措施不會改變芯片有效體積內的結構；因此可以預期——除了能夠阻斷反向電壓之外——反向阻斷 IGBT 將表現出與正常 NPT IGBT 類似的操作行為。

編輯：hfy