IGBT短路关断能力与关键技术研究

发布时间：2021-02-01 15:06

　　IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）作为发展最为迅速的功率半导体器件,凭借栅极易驱动、电流密度大等特点,已广泛应用于轨道交通、智能电网等领域,被誉为功率变流装置的“CPU”。负载短路是IGBT在应用中偶发的电气故障,为避免短路故障对器件的破坏,要求IGBT能承受保护电路响应时间内的短路应力冲击,器件的短路能力已成为衡量IGBT应用可靠性的重要指标。国际上主要IGBT厂商已展开相关研究并推出了产品,国内研究IGBT短路关断能力的工作还未系统化,将短路能力作为器件折衷设计考虑的相关产品鲜有报道。基于此,本文从调控短路时空穴和电子路径出发,提出两种增强器件短路能力的高压IGBT结构,为提升IGBT器件短路能力提供新的设计思路。为调控短路时空穴路径,提出了具有自适应空穴通路（Adjustable Hole Path,AHP）的IGBT器件结构。引入由JFET结构控制的AHP区,实现正常导通时存储空穴,维持低导通压降;关断时提供额外的空穴泄放通路,使关断时间缩短19.6%,关断损耗降低30%。阻断状态下空穴通路始终导通,AHP区保持零电位,降低槽栅底部峰... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

Infineon公司IGBT技术发展路线

Mitsubishi公司IGBT技术发展路线

ABB公司IGBT结构特点

【参考文献】：
期刊论文
[1]IGBT短路关断坚固性仿真研究[J]. 杨飞,朱阳军.  大功率变流技术. 2017(05)
[2]IGBT新技术及发展趋势[J]. 张金平,赵倩,高巍,李泽宏,任敏,张波.  大功率变流技术. 2017(05)
[3]中低压IGBT短路失效分析研究[J]. 张海涛,陈智勇.  电力电子技术. 2017(07)
[4]IGBT载流子增强技术发展概述[J]. 沈千行,张须坤,张广银,杨飞,谭骥,田晓丽,卢烁今,朱阳军.  半导体技术. 2016(10)
[5]绝缘栅双极型晶体管的研究进展[J]. 张金平,李泽宏,任敏,陈万军,张波.  中国电子科学研究院学报. 2014(02)
[6]轨道交通用高压IGBT技术特点及其发展趋势[J]. 丁荣军,刘国友.  机车电传动. 2014(01)
[7]高压IGBT的动态雪崩问题[J]. 李兴鲁,吴郁,查祎英,高一星.  电力电子. 2012(03)
[8]IGBT关断瞬态过压击穿特性研究[J]. 汪波,胡安,唐勇,陈明.  电力电子技术. 2011(09)

博士论文
[1]高压IGBT的设计与实现及功率器件可靠性研究[D]. 张斌.浙江大学 2013

硕士论文
[1]高压IGBT的失效机理分析[D]. 薛鹏.电子科技大学 2016
[2]高压IGBT关断状态失效的机理研究[D]. 李巍.电子科技大学 2013
[3]高速IGBT及IGBT抗闩锁性能优化[D]. 朱利恒.电子科技大学 2010



本文编号：3012967