优化VDMOSFET体二极管的方法与意义

垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管(VDMOSFET)的结构中包含一个由p阱和n-漂移区构成的寄生二极管。本文就当前同步整流DC/DC转换器中大功率VDMOSFET体二极管导电导致的功率损失问题进行了较细致地分析,就减小体二极管反向恢复电荷问题进行了研究。在此基础上,提出了优化VDMOSFET体二极管的意义,在不改变工艺流程的前提下,给出了优化设计方法。     

IGBT功率模块热管理研究

随着绝缘栅双极晶体管(IGBT)向高功率和高集成度方向发展,在结构和性能上有很大的改进,热产生问题日益突出,对散热的要求越来越高,IGBT芯片是产生热量的核心功能器件,但热量的积累会严重影响器件的工作性能。因此,对IGBT模块的温度进行有效地检测和管理是十分重要的环节。综述了IGBT模块的研究现状、研究热点以及散热相关技术,主要介绍了主动散热和被动散热的方法、以及IGBT功率模块的热阻网络系统和散热系统设计的主要步骤,和减小热阻来增强散热的方法。     

VDMOSFET结构设计

本文论述了具有垂直沟道、多单元结构的高电压、大电流功率MOS场效应晶体管(VDMOSFET)的设计理论及方法.并从四个方面阐述了其结构特点,提供了具体设计参数及部分二维数值分析结果.     

4H-SiC基半超结VDMOSFET单粒子烧毁效应

4H-SiC半超结垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管(VDMOSFET)由于N型底部辅助层(NBAL)的引入,可以采用相对较小深宽比的超结结构,从而降低了制造工艺的成本与难度。利用器件仿真器Atlas建立了器件的二维仿真结构,对4H-SiC超结和半超结VDMOSFET的单粒子烧毁(SEB)效应进行了对比,随后研究了NBAL浓度变化对4H-SiC半超结VDMOSFET抗SEB能力的影响。结果表明,在相同漏电压下,NBAL导致半超结VDMOSFET在N-漂移区/N+衬底结处的电场峰值比超结VDMOSFET的电场峰值降低了27%。超结VDMOSFET的SEB阈值电压(VSEB)为920V,半超结VDMOSFET的VSEB为1 010V,半超结VDMOSFET的抗SEB能力提升了10%。随着NBAL浓度的逐渐增加,半超结VDMOSFET的抗SEB能力先增强后减弱,存在一个最优的NBAL浓度使其抗SEB能力最好。     

VDMOSFET的最佳化设计研究(500V)

以正方形单胞为例,较系统地分析了VDMOSFET的特征导通电阻与结构参数之间的关系.重点讨论了N沟道VDMOSFET的P~-体扩散区结深X_(jp)-和栅氧化物厚度T_(ox)对器件特征导通电阻R_(onA)的影响.首次给出了多晶硅窗口区尺寸P_w和多晶区尺寸P_T的最佳化设计比例P_w/P_T与x_(jp)-和T_(ox)的关系.最后阐述了器件的最佳化设计思想.     

VDMOSFET的Tox与特征导通电阻RonA的关系

介绍了功率VDMOSFET导通电阻的模型，重点讨论了栅SiO2厚度Tox对特征导通电阻RonA的影响，经过大量的理论计算，给出了击穿电压为20V时VDMOSFET的Tox与RonA的关系曲线，首次提出最佳单胞尺寸与Tax有关。     

基于2ED020I12-FA隔离芯片的I GB T驱动电路研究与设计

绝缘栅双极晶体管(IGBT)驱动电路设计的优劣直接关系到电力电子设备运行的性能.高性能的驱动电路能够很好的驱动功率器件,使其准确地工作于导通或截止,保证功率器件高效、稳定运行.文中分析了IGBT驱动电路的设计要求,结合英飞凌磁耦隔离芯片2ED020I12-FA的工作特点,设计了基于2ED020I12-FA的IGBT驱动电路.实验结果表明,该驱动电路具有结构简单、稳定可靠等优良特性.     

VDMOSFET特征导通电阻实用物理模型

较系统地分析了正方形单胞结构VDMOSFET的特征导通电阻与结构参数间的关系.详细地介绍了一种新型实用的VDMOSFET的特征导通电阻的物理解析模型,并对模型给出的理论值与实验结果进行了比较,二者吻合得很好.     

30伏P沟VDMOS场效应管的设计

对于IRF7705型30伏P沟VDMOSFET进行了结构优化设计.给出了该器件的纵向结构和横向结构参数及材料的物理参数.较系统地分析了VDMOSFET的几个重要参数,重点讨论了P沟VDMOSFET的外延层电阻率、外延层厚度、N体区扩散浓度以及各个参数之间的关系,对该类器件的实际生产有一定的指导作用.     

功率分流式混合动力系统结构优化与性能验证

对某具有双行星排的功率分流式混合动力系统进行了结构优化,并对优化后的系统进行运动学、动力学和效率分析,随后介绍了系统的工作模式及特点.基于Matlab/Simulink与LMS AMESim软件建立联合仿真平台,进行整车性能仿真.结果表明,整车能量消耗和动力性能均得到改善.纯电动模式下,城市工况(UDC)整车电能消耗降低8%;混动模式下,新欧洲行驶工况(NEDC)整车油耗降低6%.纯电动模式最高车速从110 km·h~(-1)增加到160 km·h~(-1).混动模式0～100 km·h~(-1)加速时间从14.5 s减少到10.0 s.     

一种大功率IGBT实用驱动及保护电路

对大功率 IGBT驱动和保护电路的原理进行了分析。提出了一种新的延迟搜索过电流保护实现方法。采用高速模拟开关器件 ,可方便地调节保护电路的参数、保护电路动作的电流值、延迟时间、搜索时间及 2倍以上过流时的慢速关断时间等。针对不同的大功率 IGBT,只需进行简单计算就可确定电路参数。文中给出了详细电路 ,对正常工作和过流故障时的原理进行了分析。最后给出了仿真和试验结果。针对三菱公司的 12 0 0 V/ 6 0 0 A IGBT设计的实际电路已在某研究所大功率离心机上可靠运行     

MOSFET与IGBT的驱动和保护方法

半导体场效应晶体管MOSFET和绝缘栅双极晶体管IGBT都具有低损耗开关特性,但其驱动方法和保护方法却有明显的区别。本文从其结构。速率、驱动功率、开关损耗、驱动要求及保护方式等方面阐述它们的差别。     

大功率Chopper整流系统的应用研究

文章首先介绍了大功率IGBT模块的构成及chopper电路的基本原理；然后介绍了Chopper整流系统的并联均流的方法；最后研究了Chopper整流的几种结构，如6脉波整流多输出、12脉波整流多输出、24脉波整流高压输出及大电流低电压输出，并给出Chopper整流系统的优点：输出电流纹波低、动态响应快、电压闪变小、整个功率范围内功率因数高、整个系统电效率高、体积小、成本低．     

IGBT Pspice静态模型的建立与仿真

目的 研究一种新型的功率器件--绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的静态模型.方法 分析并建立IGBT的Pspice静态模型,分析模型的结构和参数的配置并对模型进行了仿真,将仿真出的转移特性和输出特性与实际器件进行了比较.结果 /结论所建立的功率器件IGBT的静态模型是正确的,在对其器件或系统的仿真中具有较高的使用价值.     

使用IGBT的电力有源滤波器的电路仿真

采用电力有源滤波器是目前公认的改善供电质量的有效方法，考虑生产成本及运行成本，采用无源加有源综合补偿的方式是最为合理的方法。在此方案中使用电力电子器件的有源滤波器部分功率不必很大，可使用小功率器件设计电路。因此在大功率电力电路中如何保护电子器件显得尤其重要。从保护电力电子器件的角度对一种使用IGBT(Insolate Gate controlling Bipolar Transistor)的电力有源滤波电路进行了仿真研究，得到一些有益的结论。     

IGBT高压串联组件的失效检测与恢复策略

针对IGBT串联组件中失效器件导致整个装置异常的问题,提出了一种IGBT器件开路失效的检测方法与组件功能恢复策略。从IGBT的内部结构分析了器件失效机理,借助于IGBT驱动电路监测组件中各个IGBT的状态,根据状态反馈对IGBT器件的开路失效故障进行诊断和定位,针对IGBT的开路失效故障,设计了在串联组件阻断后吸合相应旁路开关以恢复组件功能的重启动策略。建立了串联组件中IGBT失效监控实验系统。实验结果表明该系统能准确识别组件内失效的IGBT器件,并及时可靠地恢复了IGBT串联组件的正常开关功能。     

横向槽栅双极晶体管的闩锁特性研究

提出一种新颖的横向槽栅双极晶体管（ Ｌ Ｔ Ｇ Ｂ Ｔ） 结构．此结构可明显改善器件的闩锁效应．通过数值模拟，比较了 Ｌ Ｔ Ｇ Ｂ Ｔ 结构与 Ｌ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 结构的闩锁电流密度大小，讨论了 Ｌ Ｔ Ｇ Ｂ Ｔ 结构闩锁电流密度与该结构的ｎ ＋ 和ｐ ＋ 阴极区域设计的关系．在相同５ 微米ｎ ＋ 阴极长度下， Ｌ Ｔ Ｇ Ｂ Ｔ 结构闩锁电流密度比 Ｌ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 结构提高了７ ．７ 倍， Ｌ Ｔ Ｇ Ｂ Ｔ结构闩锁电流密度大小随槽栅与ｐ ＋ 阴极之间距离减小而增大．