上海萱鸿电子科技有限公司:

代理功率半导体产品及配套器件，IGBT以及配套驱动网上供应商。公司凭借多年的从业经验、不懈的开拓精神及良好的商业信誉，在电力电子行业树立了良好的企业形象，同时与多家电力电子企业和上市公司长期保持着稳定互信的合作关系，也是众多电子厂商（富士、三菱、英飞凌、西门康，艾塞斯，尼尔，ABB，西玛，三社、宏微等）的诚信代理商和分销商。通过多年的实战经验，公司积累了坚实的功率半导体应用知识，为电力拖动、风力发电、电焊机、电力机车等行业提供完善的解决方案，为客户提供技术支持！ 代理品牌：

1、富士、英飞凌、三菱、西门康全系列IGBT产品；

2、富士、三菱、英飞凌、西门康、仙童、ABB、三社、IR、IXYS、可控硅、单管、整流桥产品；

3、CONCEPT、IDC驱动片及驱动板；

4、巴斯曼（BUSSMANN)，西门子，日之出等品牌熔断器、底座、熔芯等；

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IGBT的分类及主要参数（PT-IGBT与NPT-IGBT区别）

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，具有输入阻抗高，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、高可性、低成本技术，主要采用1ｕm以下制作工艺，研制开发取得一些新进展。

分类及其含义说明

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、三菱等公司推出低功率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）--TGBT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，提高电流密度，制造相同额定电流而芯片尺寸 少的产品。现有多家公司生产各种U—IGBT产品，适用低电压驱动、表面贴装的要求。

3、NPT-IGBT

NPT（非传统型）--IGBT采用薄硅片技术，以离子注入发射区代替高复杂、高成本的厚层高阻外延，可降低生产成本25%左右，耐压越高成本差越大，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*性 。西门子公司可提供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、东芝等公司也相继研制出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、快捷等公司采用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公司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 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公司在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平均的温度，提高整体可靠性。

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，提高系统效率，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发展热点。

IGBT的主要参数

（1）额定集电极—发射极电压u。，。——在室温下，IGBT所允许的 集电极—发射极问电压，一般为其击穿电压U(BR) CEO的60 %~80%。其单位为V；

(2)额定栅极—发射极电压UGER ——在室温下，当 IGBT的集电极—发射极间电压为UCER时，栅极—发射极问允许施加的 电压，一般小于20V。其单位为V；

(3)集电极通态电流Ic——在室温下，当 IGBT导通时，集电极允许通过的 电流的有效值称为IGBT的额定电流，用ICE表示；而允许通过的峰值电流用ICM表示。在电流脉冲宽度为1μs时，ICM≈2ICE，其单位为A；

(4)集电极 功耗PCM ——在室温下，IGBT集电极允许的 功耗。其单位为W；

(5)栅极漏电流 IGEO——在室温下，当 UCE＝ 0V、栅极—发射极电压为其额定值UGER时，IGBT栅极—发射极间的电流。其单位为μA；

(6)集电极断态电流 ICES一一在室温下，当集电极—发射极间电压为额定值UCER，栅极—发射极电压UGE =0时的集电极电流，即集电极漏电流。其单位为mA；

(7)栅极—发射极开启电压UGE(th）——在室温下，IGBT从关断状态进入导通状态时，栅极—发射极间电压。其单位为V；

(8)集电极—发射极饱和电压UCE(sat）—— 在室温下，集电极—发射极间的电压降，一般为3V以下。其单位为V；

(9)栅极电容C，。，-IGBT栅极—发射极间的输入 电容，一般为3000一 30000pF;

(10)导通延迟时间td——在室温下，栅极-发射极问电压从反向偏置变到UGE=UGE（th）所需的时间。其单位为μs或ns；

(11)电流上升时间tir——在室温下，在导通过程中，从栅极—发射极电压达到开启电压UGE（th）起，到集电极电流达到 ICM所需的时间。其单位为μs或ns；

(12）电压下降时间tuf——在室温下，在导通过程中，从.IGBT的集电极—发射极间电压开始下降起，到集电极—发射极电压达到饱和电压UCE(sat）所需的时间。其单位为vs或ns；

(13)导通时间ton——ton＝td+tir+tuf。其单位为μs或ns；

(14)存储时间ts——在室温下，在关断过程中，从IGBT的栅极—发射极开始下降起，到栅极—发射极电压下降到UGE＝UGE(th)，集电极电流开始下降所需的时间。其单位为μs或ns；

(15)电压上升时间tur——在室温下，在关断过程中，从IGBT的集电极电流开始下降起，到因di/dt的作用产生电压过冲所需的时间。其单位为μs或ns；

(16)电流下降时间tif ——在室温下，在关断过程中，从IGBT的集电极—发射极间产生电压过冲起，到集电极电流下降到集电极—发射极漏电流所需的时间。其单位为μs或ns；

(17)关断时间toff——toff=ts+tur+tif。其单位为μs或ns；

(18) du/dt-在室温下，IGBT不产生误导通，集电极—发射极问所能承受的 的电压上升率。其单位为V/μs；

(19)热阻Rθ——在室温下，单位功耗引起 IGBT管芯的温升。其单位为℃/W；

(20) 允许结温TjM ——IGBT所允许的 结温。其单位为℃。TjM与IGBT的封装形式有关。对于塑封单管IGBT，TjM =125℃；对于模块化封装的IGBT，TjM＝150℃。

PT-IGBT与NPT-IGBT的区别

PT-IGBT与NPT-IGBT是同是采用沟槽栅或平面栅技术，但是他们的发展方向不一致。

·PT-IGBT：采用平面栅或者沟槽栅，技术改进的主要方向是控制载流子寿命和优化N+缓冲区。

·NPT-IGBT：采用平面栅或者沟槽栅，技术改进的主要方向是减小芯片厚度.。

PT与NPT结构与原理对比

1．PT-IGBT

所谓PT（Punch Through，穿通型），是指电场穿透了N-漂移区（图1中③)，电子与空穴的主要汇合点在N一区[图1(c)]。

NPT在实验室实现的时间(1982 年)要早于PT(1985)，但技术上的原因使得PT规模商用化的时间比NPT早，所以第1代IGBT产品以PT型为主。

PT-IGBT很好地解决了IGBT的闩锁问题，但是需要增加外延层厚度，技术复杂，成本也高。IGBT芯片中的外延层与电压规格是直接相关的，电压规格越高、外延层越厚，IZOOV、2000V的PT-IGBT外延层厚度分别达到了100μm和200μm。

2．NPT-IGBT

所谓NPT（Non-Punch Through，非穿通），是指电场没有穿透N-漂移区，构如图3所示。NPT的基本技术原理是取消N十缓冲区（图1中的④)，直接在集电区（图1中的⑤）注入空间电荷形成高阻区，电子与空穴的主要汇合点换成了P十集电区。这项技术又被称为离子注入法、离子掺杂工艺。

3．PT-IGBT与NPT-IGBT生产工艺与技术性的区别

PT与NPT型IGBT是目前的主流产品类型，600V 电压规格的IGBT基本上是PT型，600v以下则全是PT型。二者在生产工艺与技术性能上的差别参见表 1。

项目PT-IGBT芯片NPT-IGBT芯片

生产工艺与芯片结构原料f单晶硅）低电阻率的P+单晶硅（生成P+背发射区）高电阻率的N-单晶硅（生成N-漂移区）

外延工艺需要不需要

MOS结构在外延层中在单晶硅中

芯片减薄工艺基本不需要（为了保证电压规格）需要（有利于提高性能）

离子注入工艺不需要（P+背发射区已经生成）需要（生成P+背发射区）

高能离子辐照工艺需要（中子、电子等）（目的是提高开关速度）不需要

成本100%约75&

技术指标与性能饱和压降低，负温度系数高，正温度系数

开关功耗低高

关断功耗高，收温度的影响大低，受温度的影响小

关断时间长（饱和压降指标相同时）短（饱和压降指标相同时）

拖尾电流短，受温度的影响大长，受温度的影响小

闩锁易出现，抗短路能力弱不易出现，抗短路能力强

雪崩击穿抗雪崩击穿能力低抗雪崩击穿能力高

并联复杂，饱和压降指标需要配对容易，饱和压降指标不一定需要配对

PT与NPT生产工艺的区别如下:

·PT-IGBT芯片的生产从集电区（P+背发射区）开始，先在单 晶 硅的背面生成低掺杂的P+发射区，然后用外延工艺在单晶硅的正面依次生成N十缓冲区、MOS结构。

·NPT-IGBT芯片的生产从基区(N-漂移区)开始，先在N型单 晶 硅的正面生成MOs结构，然后用研磨减薄工艺从背面减薄到 IGBT 电压规格需要 L的厚度，再从背面用离子注入工艺生成集电区。