原装正品富士IGBT模块/IXYS模块VUO100-12NO7/北京飞鸿恒信科技有限公司
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富士电机是日本一家著名的半导体器件及机电产品生产企业,也是全球最知名半导体器件厂商之一,其拥有最现代化及最先进的半导体生产技术及工艺。不断研发与创新,引领电力电子半导体最新技术是富士电机屹立世界半导体行业的根本。
IGBT模块 X系列的优点
减少电力损耗,利于节能
本公司第7代“X系列”通过薄化构成本模块的IGBT元件以及二极管元件的厚度,使其小型化,从而优化元件结构。因此,与以往产品相比(本公司第6代“V系列”),降低变换器运行时的电力损耗。有利于运载机器节能和削减电力成本。
实现机器的小型化
运用新开发的绝缘板,提高模块的散热性能。通过与上述(降低电力损耗)配合控制散热,与以往制品相比,约减小36%,实现了小型化※ 1。另外,通过将连续运行时芯片的最大保证温度从150℃升到175℃,可以在保持运载机器尺寸的同时,将输出电流最多增加35%※ 2。因此有助于机器的小型化和降低总成本。
※ 1:1200V 75A PIM 产品的安装面积比
※ 2:本公司验算值
有助于提高机器的可靠性
修正模块的构造和所使用的部件,提高了高温运行时的稳定性和持久性。有助于提高运载机器的可靠性。
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电动机可变速驱动装置和电子计算机的备用电源装置等电力变换器,随着双极型功率晶体管模块和功率MOSFET的出现,已经起了很大的变化。这些使用交换元件的各种电力变换器也随着近年来节能、设备小型化轻量化等要求的提高而急速地发展起来。但是,电力变换器方面的需求,并没有通过双极型功率晶体管模块和功率MOSFET得到完全的满足。双极型功率晶体管模块虽然可以得到高耐压、大容量的元件,但是却有交换速度不够快的缺陷。而功率
MOSFET虽然交换速度足够快了,但是存在着不能得到高耐压、大容量元件等的缺陷。
IGBT(JEDEC登录名称,绝缘栅双极晶体管)正是作为顺应这种要求而开发的,它作为一种既有功率MOSFET的高速交换功能又有双极型晶体管的高电压、大电流处理能力的新型元件,今后将有更大的发展潜。
1.1 电压控制型元件IGBT的理想等效电路,正如图 1-2所示,是对pnp双极型晶体管和功率
MOSFET进行达林顿连接后形成的单片型Bi-MOS晶体管。
因此,在门极—发射极之间外加正电压使功率MOSFET导通时,pnp晶体管的基极—集电极间就连接上了低电阻,从而使pnp晶体管处于导通状态。
此后,使门极—发射极之间的电压为0V时,首先功率MOSFET处于断路状态,pnp
晶体管的基极电流被切断,从而处于断路状态。
如上所述,IGBT和功率MOSFET一样,通过电压信号可以控制开通和关断动作。
富士电机电子设备技术的IGBT技术从1988年开始产品化,至今一直在市场上供应。图
1-3中表现了从第一代到第五代IGBT产品的开发过程以及运用技术。第一代至第三代的
IGBT中运用了外延片,通过优化生命期控制和IGBT的细微化技术,进行了特性的改善。然后,第四代和第五代产品通过从外延片过渡为FZ(Floating Zone)晶片,实现了大幅度的特性改善。就此,IGBT的设计方针与从前相比,发生了很大的转变。
首先,运用外延片的IGBT(第三~第四代的600V型为止的系列产品,被称为“击穿型”
)的基本设计思想如下所述。IGBT在导通时为了实现低通态电压化,从集电极侧注入大量的载流子,使IGBT内部充满高浓度的载流子,再加上为维持高电压而专门设置的n缓冲层,形成很薄的n-层,从而实现低通态电压。为了实现快速交换,也同时采用以IGBT内充满的载流子快速消失为目的的生命期控制技术(通过这些也能实现低交换损耗(Eoff))。但是,一旦运用了生命期控制技术,即使处于通常的导通状态,由于该技术所产生的效果(载流子的输送效率下降),出现了通态电压增加的问题,而通过载流子的更进一步高注入化可以解决这个问题。总之,使用外延片技术的IGBT的基本设计理念可以用“高注入、低输送效率
”简单扼要地概括出来。相对而言,使用FZ晶片的IGBT(第四代1200V以后的系列)采用了抑制来自集电极侧载流子的注入,并通过降低注入效率来提高输送效率的逆向基本设计。在前面所述的使用外延片的IGBT的设计理念产。
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