IGBT的芯片结构及失效模式-ppt课件.ppt
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1、IGBTIGBT内部结构及常见失效内部结构及常见失效模式模式1ppt课件主要内容一、IGBT的结构二、IGBT常见的失效模式三、Q&A2ppt课件一、IGBT的结构1.芯片结构和特征3ppt课件2.IGBT芯片结构的变迁4ppt课件 平面型发展方向: 平面型沟槽型软沟槽型 垂直发展方向: 穿透非穿透场终止图1.3 IGBT芯片发展历程5ppt课件 (ABB 第1代)“128” 正温度系数 软穿通 最大结Tj=150C (Infineon 第3)“T3” 正温度系数“场终止” 最大结Tj=150Cn +n -collectorGateEmitterTrench-IGBT p +135 mn +p
2、n +n -CollectorGateEmitterTrench4 IGBTp +125 mn +p (Infineon 第4代)“T4” 正温度系数 场终止 最大结Tj=175C 开关损耗降低30%n+n-CollectorGateEmitterSPT-IGBTp+pn135m6ppt课件IGBT模块的封装工序流程: 芯片和DBC焊接邦线DCB和铜底板焊接安装外壳灌注硅胶密封终测3.IGBT芯片的结构和封装流程图1.4 IGBT模块构造图图1.5 IGBT模块封装图7ppt课件典型三电平主回路拓扑结构典型三电平主回路拓扑结构8ppt课件9ppt课件10ppt课件1.图示8处插入铜排,引出的为
3、1管 的集电极(C级)2.图示5处接1管的集电极3.图示4处接1管的门极(G级)4.图示3处接1管的发射极(E级) 同时为2管的集电极(C极) 同时为钳位二极管的负端5.图示9处接钳位二极管的正端6.图示1处接2管的门极(G级)7.图示2处接2管的发射极(E级)8.图示10处接2管的发射极(E级)9.图示6、7两端接热敏电阻的两端2 24 48 83 35 52 2 1 16 6 7 79 9101011ppt课件12ppt课件13ppt课件接线图横14ppt课件七单元系列15ppt课件六单元系列16ppt课件两单元系列17ppt课件18ppt课件19ppt课件二、IGBT常见的失效模式 1.
4、 IGBT失效机理 和其它任何功率半导体器件一样,IGBT工作的应用可靠性极大程度上依赖于对结温TJ的控制,其失效率随结温的递增几乎呈指数递增的关系。因此,过温失效是IGBT的最重要失效模式。 为了获得尽可能低的通态压降,IGBT选用的硅单晶电阻率及设计的芯片基区宽度都是被控制在尽可能小的范围,这决定了IGBT的集电极额定击穿电压并不像工频器件那样可有较大的余量,因此当IGBT承受的电压超过其额定值时极有可能造成永久性损坏电压击穿失效。20ppt课件 当IGBT关断过高的脉冲集电极电流ICM时同样可能产生较高的集电极电压VCE而产生电压击穿失效。多数器件制造商推荐的IGBT工作电压VCE的上限
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