Isolert port bipolar transistor designkonsept

Designkonseptet til Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) fokuserer på å integrere fordelene med strøm-MOSFET-er og bipolare junction-transistorer (BJT/GTR) for å overvinne begrensningene til en enkelt enhet i høy-høyspennings-,-høystrømsapplikasjoner.

 

Kjernedesignkonsept

Sammensatt struktur, komplementerende styrker og svakheter
IGBT kombinerer den høye inngangsimpedansen, den spenningsdrevne-driften og de raske svitsjekarakteristikkene til MOSFET-er med lavt ledningsspenningsfall og høye strømtetthetsegenskaper til BJT-er, og danner en hybridenhet med "spenningskontroll + bipolar ledning".

 

Implementering av ledningsevnemodulering for å redusere ledningstap
Ved å injisere minoritetsbærere (hull) inn i N⁻-driftområdet, reduserer konduktivitetsmodulasjonseffekten betydelig på-tilstandsmotstanden, slik at IGBT kan opprettholde en lav metningsspenning (Vce(sat)) selv ved høy spenning, langt overlegen MOSFET-er med samme spenningsklassifisering.

 

Vertikal fire-lagsstruktur (P⁺/N⁻/P/N⁺) optimerer spenningsmotstand og strømkapasitet
Ved å bruke en vertikal ledningsstruktur, har det tykke og lett dopede N⁻-driftområdet høyspenningsblokkering, mens P⁺-kollektoren effektivt injiserer hull, balanserer høyspenningsmotstand og stor strømføringsevne.

 

MOS-portisolasjonskontroll forenkler kjørekretsen
Porten kontrollerer kanaldannelse gjennom et SiO₂-isolasjonslag og kan drives av portspenning alene, noe som krever minimalt med drivkraft og eliminerer behovet for kontinuerlig basisstrøm som en BJT.

 

Støtter høy svitsjefrekvens og høy effekttetthet
Sammenlignet med tyristorer eller GTO-er, har IGBT-er raskere byttehastigheter (opp til hundre kHz-området), og med teknologiske fremskritt (som syvende-generasjons mikro-grøft- og felt-stoppstrukturer), fortsetter krafttettheten å øke, noe som gjør dem egnet for høy-}frekvente{4}-kjøretøysscenarier, som f.eks. fotovoltaiske omformere og industrielle frekvensomformere.