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    igbt研发进展

    2018-05-04
    igbt(绝缘栅双极晶体管)作为新型电力半导体场控自关断器件,集功率mosfet的高速性能与双极性器件的低电阻于一体,具有输进阻抗高,电压控制功耗低,控制电路简单,耐高压,承受电流大等特性,在各种电力变换中获得极广泛的应用。与此同时,各大半导体生产厂商不断开发igbt的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠、低本钱技术,主要采用1um以下制作工艺,研制开发取得一些新进展。

    1、低功率igbt

    igbt应用范围一般都在600v、1ka、1khz以上区域,为满足家电行业的发展需求,摩托罗拉、st半导体、三菱等推出低功率igbt产品,实用于家电行业的微波炉、洗衣机、电磁灶、电子整流器、照相机等产品的应用。

    2、u-igbt

    u(沟槽结构)--igbt是在管芯上刻槽,芯片元胞内部形成沟槽式栅极。采用沟道结构后,可进一步缩小元胞尺寸,减少沟道电阻,进步电流密度,制造相同额定电流而芯片尺寸最少的产品。现有多家生产各种u-igbt产品,适用低电压驱动、表面贴装的要求。

    3、npt-igbt

    npt(非穿通型)--igbt采用薄硅片技术,以离子注进发射区代替高复杂、高本钱的厚层高阻外延,可降低生产本钱25%左右,耐压越高本钱差越大,在性能上更具有特色,高速、低损耗、正温度系数,无锁定效应,在设计600-1200v的igbt时,npt-igbt可靠性最高。西门子可提供600v、1200v、1700v系列产品和6500v高压igbt,并推出低饱和压降dlc型npt-igbt,依克赛斯、哈里斯、英特西尔、东芝等也相继研制出npt-igbt及其模块系列,富士电机、摩托罗拉等在研制之中,npt型正成为igbt发展方向。

    4、sdb--igbt

    鉴于目前厂家对igbt的开发非常重视,三星、快捷等采用sdb(硅片直接键合)技术,在ic生产线上制作第四代高速igbt及模块系列产品,特点为高速,低饱和压降,低拖尾电流,正温度系数易于并联,在600v和1200v电压范围性能优良,分为uf、ruf两大系统。

    5、超快速igbt

    国际整流器ir的研发重点在于减少igbt的拖尾效应,使其能快速关断,研制的超快速igbt可最大限度地减少拖尾效应,关断时间不超过2000ns,采用特殊高能照射分层技术,关断时间可在100ns以下,拖尾更短,重点产品专为电机控制而设计,现有6种型号,另可用在大功率电源变换器中。

    6、igbt/frd

    ir在igbt基础上推出两款结合frd(快速恢复二极管)的新型器件,igbt/frd有效结合,将转换状态的损耗减少20%,采用to-247外型封装,额定规格为1200v、25、50、75、100a,用于电机驱动和功率转换,以igbt及frd为基础的新技术便于器件并联,在多芯片模块中实现更均匀的温度,进步整体可靠性。

    7、igbt功率模块

    igbt功率模块采用ic驱动,各种驱动保护电路,高性能igbt芯片,新型封装技术,从复合功率模块pim发展到智能功率模块ipm、电力电子积木pebb、电力模块ipem。pim向高压大电流发展,其产品水平为1200-1800a/1800-3300v,ipm除用于变频调速外,600a/2000v的ipm已用于电力机车vvvf逆变器。平面低电感封装技术是大电流igbt模块为有源器件的pebb,用于舰艇上的导弹发射装置。ipem采用共烧瓷片多芯片模块技术组装pebb,大大降低电路接线电感,进步系统效率,现已开发成功第二代ipem,其中所有的无源元件以埋层方式掩埋在衬底中。智能化、模块化成为igbt发展热门。

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