IGBT的主要I-V特性

IGBT的主要I-V特性

IGBT可以理解為與PiN二極管串聯的MOSFET或者具有由達林頓結構驅動的寬基區的PNP。前者可以理解其特點，后者是其原理。由于溝道開路產生的電流必須滿足漂移電流和漂移電阻大于0.7V的乘積，所以MOSFET的I-V曲線似乎向后移動（>0.7V），使得P+襯底和N-漂移P-N結可以向前工作，否則溝道開路就不能工作。

最后，讓我們吹噓一下吧。你經常聽說第一代IGBT，直到第六代IGBT。這些是什么意思？

1)第一代：他是IGBT的雛形，最簡單的原理結構，因此他必須改進N驅動來提高耐壓，所以導通電阻和關斷功耗相對較高，所以沒有得到廣泛的應用。

2)第二代：PT-IGBT，由于耗盡層不能穿透N+緩沖層，所以基區電場呈梯形分布，從而降低了芯片厚度和功耗。這主要是西門子1990年至1995年生產的BSM150GB120DN1（“DN1”指第一代）。它具有600V（與GTR特性相似）的優點，并且當達到1200V時，會遇到外延厚度的高成本和低可靠性（摻雜濃度和厚度均勻性差）的問題。

3)第三代：NPT-IGBT采用離子注入技術代替外延技術產生P+集電極(透明集電極技術)，可以精確控制結深，控制發射效率，提高載流子提取速度，降低截止損耗，維持初始載流子壽命在基區不影響穩態功耗，并且具有正溫度系數。點，由于該技術相對成熟，實現了穩態損耗和截止損耗的良好折衷，因此得到了廣泛的應用。該代表公司仍然是西門子第一家采用FZ（區域熔煉法）代替大塊產品的外延，代表BSM200GB120DN2，VCE>1200V，Vce（sat）=2.1V。

4)第四代：溝槽IGBT，最大的改進是采用溝槽結構，溝道從表面到垂直平面，基區PIN效應增強，柵極附近的載流子濃度增加，從而改善了電導率調制效應，降低了導通電阻。同時，由于溝道不是在表面上，JFET效應被消除，因此柵密度的增加不受限制，而且在柵面積上也不受限制。第四代IGBT繼續采用第三代集電極P+注入技術，并增加了第二代PT技術作為場端接層、有效的超高壓耐受能力等。采用二次注射技術比較困難。此時，英飛凌的減薄技術是世界首創。在1200V時，其厚度可以減小到120-140μm(NPT-IGBT需要200μm)，在600V時甚至可以減小到70μm。

5)第五代：FS-IGBT和第六代FS-溝槽。第五代和第六代產品是IGBT在經歷了上述四個技術改進實踐之后各種技術措施的組合。第五代IGBT是第四代產品“透明集電極技術”和“電場終止技術”的結合。第六代產品是基于第五代槽型網格結構的改進，具有全新的面貌。

目前，中國總的能源效率約為33%，比發達國家低約10個百分點。當前，我國節能工作面臨著更大的壓力。