Концепт дизајна биполарног транзистора са изолованом капијом (ИГБТ).

Концепт дизајна биполарног транзистора са изолованом капијом (ИГБТ) фокусира се на комбиновање предности МОСФЕТ-а снаге и транзистора биполарног споја (БЈТ/ГТР) како би се превазишла ограничења једног уређаја у високо-напонским, високострујним-прилагањима.

 

Основни концепти дизајна

Композитна структура, комбиноване снаге
ИГБТ интегрише високу улазну импедансу, рад вођен напоном{0}} и карактеристике брзог пребацивања МОСФЕТ-ова са ниским падом напона проводљивости и карактеристикама велике густине струје БЈТ-а, формирајући хибридни уређај „контролисаног напоном{1}} + биполарне проводљивости“.

 

Модулација проводљивости за смањење губитка проводљивости
Убацивањем мањинских носача (рупа) у Н⁻ регион дрифта, ефекат модулације проводљивости значајно смањује -отпорност стања, омогућавајући ИГБТ-у да одржи низак напон засићења (Вце(сат)) под високим напоном, далеко супериорнији од МОСФЕТ-а истог напона.

 

Вертикална четири{0}}слојна структура (П⁺/Н⁻/П/Н⁺) оптимизује отпорност на напон и струјну способност
Коришћена је вертикална проводна структура, где дебео, благо допиран Н⁻ дрифт регион носи блокаду високог напона, а П⁺ колектор ефикасно убризгава рупе, балансирајући отпорност високог напона и високу носивост струје.

 

Контрола изолације МОС капије поједностављује струјно коло
Гејт контролише формирање канала кроз СиО₂ изолациони слој и може се покретати искључиво напоном гејта, захтевајући минималну снагу покретања и елиминишући потребу за континуираном базном струјом као у БЈТ-овима.

 

Подржава високу фреквенцију пребацивања и велику густину снаге
У поређењу са тиристорима или ГТО, ИГБТ се брже пребацују (до опсега од сто кХз). Са технолошким напретком (као што је седма-генерација микро-конструкција ровова и поља-зауставних структура), густина снаге наставља да се побољшава, што их чини погодним за високо{4}}фреквентне, високо-апликације као што су нова енергетска возила, фотонапонски инвертори и индустријски претварачи фреквенције.

 

Филозофија дизајна која се огледа у технолошкој еволуцији
Од ударца-кроз (ПТ) до поља-заустављање (ФС): Оптимизација допинга Н⁻ региона и слојева бафера ради смањења губитака при пребацивању и проводљивости.

 

Структура капије канала замењује планарну капију: Смањење величине јединице и повећање густине ћелија, даље смањење еквивалентних Рдс(он) параметара.

 

Интеграција и интелигенција: На пример, седма-генерација ИГБТ модула интегрише ФВД, драјвер и заштитна кола, повећавајући поузданост система.

 

Истраживање широкопојасних материјала: Нови материјали као што су СиЦ и ГаН примењени на следећу{0}}генерацију ИГБТ-ова имају за циљ постизање фреквенције пребацивања на нивоу МХз- и ниже губитке.