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高频开关工作的IGBT技术

    超级技术的MOSFET基于电荷补偿原理,早在1998年就进入市场,在600V耐压级别的应用范围里形成一场革命。其最重要的优点是它在寄生二极管的有源层中采用了垂直PN细条的三维结构,它能维持相同的阻断电压,但是由于减小了垂直PN条的宽度,导通电阻得以成比例的减小。采用这个方法,单位面积导通电阻可降低5-10倍。在超级结技术产生之前,在600V耐压级别应用领域不可避免地会使用具有优良导通损耗的IGBT。而限于IGBT特有的拖尾电流和由此导致的开关损耗,开关频率始终在20kHz以下。两种当时主流的IGBT(PT和NPT)都存在这种拖尾电流。


  改变这一现象的标志性技术进步由沟槽栅场终止结构IGBT(toppower制造)和软穿通结构IGBT(ABB制造)实现。沟槽栅场终止结构IGBT诞生于2000年,改进了IGBT的关断拖尾电流波形。其后沟槽栅场终止结构IGBT基于不同的应用场合被进一步优化。优化的IGBT工作在20kHz到40kHz的开关频率应用于电焊机、太阳能逆变器和UPS方面。英飞凌于2010年发布了为高频硬开关优化的600V沟槽栅场终止结构IGBT,又在2012年发布了一系列用于不同应用领域的沟槽栅场终止结构IGBT。这些新型IGBT的诞生。

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