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IGBTs給高功率帶來了更多的選擇

2023/7/14 8:39:22

絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)面市已有些時(shí)日，事實(shí)上，通用電氣(GE)早在1983年6月就發(fā)布了其首款I(lǐng)GBT產(chǎn)品。從那時(shí)起，IGBT成為了中壓和高壓(>200V)應(yīng)用的主要器件，包括供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)(HVAC)系統(tǒng)以及電焊和感應(yīng)加熱等高電流應(yīng)用。隨著太陽能面板、電動(dòng)汽車充電器和工業(yè)伺服電機(jī)的日益普及，市場(chǎng)對(duì)高壓解決方案的需求也在不斷攀升。為了滿足各個(gè)行業(yè)的需求，并進(jìn)一步完善持續(xù)擴(kuò)大的高壓技術(shù)產(chǎn)品組合（GaN和SiC），Nexperia正在推出多個(gè)IGBT系列，首先便是600 V器件。

系統(tǒng)電氣化和可再生能源的不斷發(fā)展是電子市場(chǎng)的最大變革之一。這一趨勢(shì)刺激了高能效型電子系統(tǒng)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，比如電動(dòng)車充電站、太陽能發(fā)電裝置以及最近的熱泵設(shè)備。與此同時(shí)，智能工廠和工業(yè)4.0對(duì)機(jī)器人的使用量也在持續(xù)加大，尤其是那些需要使用高功率伺服電機(jī)的重復(fù)型起重作業(yè)。因此，根據(jù)各種市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告，到2030年，IGBT市場(chǎng)預(yù)計(jì)幾乎將翻一番。
IGBT不斷演變以滿足當(dāng)下需求

首款I(lǐng)GBT產(chǎn)品發(fā)布距今已有40年，相關(guān)技術(shù)已發(fā)生了巨大演變，這是毋庸置疑的事實(shí)。現(xiàn)在的IGBT所使用的不再是上世紀(jì)80年代時(shí)那種簡(jiǎn)單DMOS結(jié)構(gòu)，而是使用載流子存儲(chǔ)溝槽柵(CSTG)技術(shù)。Nexperia采用CSTG以及先進(jìn)的第三代場(chǎng)截止(FS)結(jié)構(gòu)，并在晶圓背面采用了多層金屬。除了實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和更高的可靠性外，這種制造工藝還能更好地權(quán)衡兼顧器件的導(dǎo)通性能和開關(guān)性能。

600V系列涵蓋Nexperia的多款中速(M3)和高速(H3) IGBT，采用TO-247-3L封裝，可供設(shè)計(jì)人員自由選擇。20kHz以下的M3系列經(jīng)過優(yōu)化，進(jìn)一步降低了導(dǎo)通損耗，保持了出色的開關(guān)損耗性能，并具備5μs短路能力。H3系列（20kHz至50kHz）重點(diǎn)優(yōu)化了開關(guān)損耗，同時(shí)其導(dǎo)通損耗非常低。Nexperia一直重點(diǎn)關(guān)注不斷優(yōu)化器件導(dǎo)通性能和開關(guān)性能之間的權(quán)衡，以提高器件可靠性（通過了高壓高濕高溫反偏HV-H3TRB測(cè)試），并在高達(dá)175℃的環(huán)境中提高逆變器功率密度。當(dāng)然，作為基本半導(dǎo)體的專業(yè)供應(yīng)商，Nexperia還擁有大批量交付高質(zhì)量產(chǎn)品的基礎(chǔ)設(shè)施。

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