摘要：提高绝缘栅双极晶体管(IGBT)单芯片电流容量,对减小封装器件芯片并联数、简化封装结构、改善芯片均流至关重要。该文基于高压、大电流、高可靠性IGBT应用需求,通过高压IGBT芯片坚强元胞设计及其协同控制技术实现了元胞之间的开关同步,通过光刻拼版技术解决大尺寸芯片的工艺制造,通过单芯片压接封装验证了大尺寸芯片设计及其性能,探索出一条大尺寸IGBT芯片设计、制造与验证的技术路径。研究开发了全球第一片42mm×42mm大尺寸高压IGBT芯片,攻克了高压IGBT芯片内部大规模元胞集成及其均流控制的技术难题,首次实现了4500V/600A单芯片功率容量,具备优良的动静态特性和更宽的安全工作区,并可以显著提高IGBT封装功率密度与可靠性。

摘要：为满足中高频大功率市场对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和高速恢复二极管(FRD)芯片的需求,通过对IGBT的元胞结构采用背面集电极发射效率控制和局部少子寿命控制技术,在导电压降少量增加的前提下,使关断损耗下降了30%,从而提高关断速度;对IGBT的终端结构采用新型钝化技术,大幅降低了漏电流,有利于提高开关速度;对FRD采用全局和局部寿命控制技术,降低了高温反向漏电流,同时满足软反向恢复的要求,提高器件的可靠性。在已有量产8英寸IGBT DMOS+技术平台上,设计和制造了满足中高频应用的3300 V IGBT和FRD芯片组。

摘要：针对压接型绝缘栅双极晶体管(IGBT)内部均流设计,对多芯片压接结构及其压力均衡、压接型IGBT芯片内部均流、子单元间均流等方面进行了研究和优化设计。试验验证了压接型IGBT具有良好的电流关断能力、短路电流能力及反偏安全工作区,器件内部均流状态较好。

摘要：通态损耗及开关损耗的降低是高压绝缘栅双极晶体管(IGBT)设计与制造的关键。基于"U"形增强型双扩散金属氧化物半导体(DMOS^+)元胞结构、增强型受控缓冲层(CPT^+)及横向变掺杂集电极(VLDC)技术、横向变掺杂(VLD)终端结构等关键技术,研发了具有低通态损耗的6 500 V平面栅IGBT芯片及其配套快恢复二极管(FRD)芯片。将IGBT及FRD芯片封装成750 A/6 500 V IGBT模块并对其进行测试、试验,其动、静态特性与安全工作区(SOA)性能优良,满足我国高速动车组、大功率机车等轨道交通牵引的应用要求。

摘要：介绍了IGBT并联的几种不同形式,着重分析了器件直接并联不均流的影响因素及形成机理,从工程实践的角度在器件电性能参数、结温、驱动以及结构等多个方面给出了对应的设计要点,并通过仿真、双脉冲试验以及功率考核对此进行了验证。结果表明,采用该设计方法的组件具有优良的均流效果。

摘要：介绍了SiC MOSFET器件应用所具有的技术优势,并从理想耐压与导通电阻理论入手,确定了漂移层耐压结构的优化设计;综合考量阈值电压、氧化层电场集中和导通电阻特性,确定了芯片元胞各关键区域的优化设计;最后,从导通电阻优化、更高电压等级芯片研制和单片集成续流二极管3方面,阐述了SiC MOSFET芯片未来的技术发展趋势。

摘要：功率组件是风电变流器的核心构成部件,其性能及可靠性直接影响变流器的整体性能及可靠性。文章对风电变流器中IGBT功率组件的电路拓扑结构、关键器件选型、驱动技术、散热技术等关键技术及其未来的发展趋势进行研究与阐述,为风电变流器中功率组件的设计、选型与技术研究提供参考依据。

摘要：IGBT模块失效的原因错综复杂,封装退化是因素之一。为剔除应用工况类因素干扰,采用更严苛的热循环试验,建立模块失效和封装退化的关联,结果分析发现,封装会出现焊层分层、母排脱附及铝线脱离等退化现象,继而导致模块失效。结合材料力学理论,得出材料选型和结构设计的原则;同时分析了工艺质量水平对封装退化的影响,并从基板焊层及拱度、金属间化合物形貌、功率端子焊接、键合技术等方面提出针对性改进措施。

摘要：针对DSP控制器接口有限、代码复杂等问题,文章基于"DSP Builder+FPGA"提出了一种功率组件考核试验用SPWM控制器的设计方法;针对FPGA的资源利用率不好把握和程序编译时间长等缺点,通过采用Quartus软件资源分析工具来确定芯片资源、将关键参数开放在上位机上的方式来解决。该方法具有开发周期短、调试简单等优点,功率组件考核试验证明了其可行性。

摘要：为了实现1 200 V混合SiC功率模块的低感封装,文章介绍通过芯片优选和芯片优化布局设计、采用低感母排取代键合铝线的跨接等措施,将功率模块的寄生电感减小到16 n H,有效降低了模块的峰值电流和振荡时长,缓解了混合SiC功率模块的电流振荡并降低了模块的开通损耗。将该低感封装设计的模块应用于30 k W光伏逆变器中,光伏逆变器的转化效率可提高至97.95%。