新IGBT技術(shù)提高應(yīng)用性能

不考慮半導(dǎo)體的成本，其通常會占到模塊總成本的50%以上，外殼的選擇會對模塊的額定電流產(chǎn)生巨大的影響。文獻[2] 描述了確定熱阻的過程。

3.3 絕緣強度

用于焊接半導(dǎo)體芯片的陶瓷基板的厚度和類型，以及軟模的特性在很大程度上影響SEMITRANS®模塊的絕緣強度。

3.4 開關(guān)電感 LCE 及其實際效果

電感LCE對IGBT關(guān)斷時產(chǎn)生的過電壓來說是一個重要的參數(shù)，如以下公式所示：

在實際中, 高電感與關(guān)斷期間所產(chǎn)生的高過電壓一樣，都是不利的。高電感意味著器件的最大反向電壓會很快達到。尤其在高直流母線電壓的情況下，更是如此。這些情況是可能發(fā)生的，例如，通過甩負荷或在功率回饋模式下。當(dāng)使用低電感模塊時，可以實現(xiàn)高可靠性和最高效率。圖3顯示SEMITRANS® 3和與其作對比的不同形狀封裝“C”之間的差異。由于模塊的電感小，SEMITRANS® 3 在芯片的最大反向電壓達到之前可切換的電流值要高30%。受益于主端子加上用于DCB的對稱并聯(lián)設(shè)計，SEMITRANS® 模塊可實現(xiàn)低電感（請注意，依托模塊電感，半導(dǎo)體芯片上實際產(chǎn)生的電壓永遠高于端子上產(chǎn)生電壓）。

圖3：模塊電感對最大關(guān)斷電流的影響

3.5 并聯(lián)時芯片的對稱電流分布

SEMITRANS®模塊中，并聯(lián)了多達8個芯片（IGBT和二極管）（見表2）。二極管并聯(lián)尤其具有挑戰(zhàn)性，因為Vf的負溫度系數(shù)會降低額定電流. 為此，SEMIKRON開發(fā)了定制解決方案，滿足高功率應(yīng)用（為靜態(tài)和動態(tài)功率分配進行了優(yōu)化）及高直流環(huán)母線電壓應(yīng)用（在關(guān)斷時動態(tài)過電壓限制)。進一步信息可在文獻[1] 中找到。

3.6 多模塊的并聯(lián)

對于幾個模塊并聯(lián)的情況，功率降額必須盡可能低。此時，IGBT參數(shù)VCEsat的正溫度系數(shù)具有正面的影響. 對于二極管的情況，可以采取3.5中描述那些步驟。正如文獻[1] 中所定義的，SEMITRANS® 模塊中降額系數(shù)介于90%和95%之間。

4. 展望未來

得益于采用了第四代溝槽柵IGBT和CAL二極管的新1200V模塊，SEMITRANS® IGBT模塊將能夠續(xù)寫其成功故事。

與同功率等級的其它模塊相比，新系列模塊所帶來的性能提升不僅取決于采用了新一代的芯片 而且還取決于低的端電阻和相對較低的雜散電感。SEMIKRON的SEMITRANS系列就是一個明顯的例子，通過完善模塊技術(shù)參數(shù)，一代又一代的半導(dǎo)體芯片能夠持續(xù)享受成功。