FS-IGBT短路鲁棒性研究与优化

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qcxmh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)具有导通压降小、电流密度大、耐压高、开关速度快及热稳定性好等优点,在电力电子领域,尤其是在电机驱动系统中得到了广泛的应用。场截止型IGBT(Field Stop IGBT,FS-IGBT)以其更低的导通压降,逐渐在电机驱动系统中取得主流地位,但电机驱动中的三相桥逆变电路对FS-IGBT的短路鲁棒性提出了很高的要求。目前,国内外针对FS-IGBT第一、第二及第三类短路的研究并不多,因此研究FS-IGBT短路鲁棒性具有重要意义。本文首先详细研究了FS-IGBT在桥式电路中遇到的三种不同类型的短路情况,并根据不同情况搭建相应的测试平台。大量实验分析发现负载电压过高和栅电阻过大是导致第二、三类短路失效的重要原因,而第一类短路在上述条件下并不会失效。经过理论和仿真分析发现,短路开启阶段栅氧化层两侧的电势差过大,从而造成栅氧化层击穿,最终导致器件失效;此外,短路过程中大量的自由载流子改变了IGBT漂移区等效掺杂浓度,使得N型缓冲层和N型漂移区结处出现尖峰电场,从而引发剧烈的动态雪崩,造成器件失效。在机理分析的基础上,给出在N型缓冲层中设置浮空P型区等结构,在保证FS-IGBT器件其它性能参数的基础上,提高了器件的短路鲁棒性。本文所给出的两种FS-IGBT新结构在400V负载电压下的短路承受时间均从改进前的4μs提升到10μs,击穿电压均超过为650V,在电流密度100A/cm~2下的导通压降均为1.8V以下,各项参数均达到设计指标要求。
其他文献
近年来,随着云计算技术的快速发展,云计算也不可避免的产生了很多安全问题,如何在不可信的云环境中,为云租户提供安全可信的云服务,成为了学术界和工业界关注的热点问题。Int
质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)作为燃料电池的代表,能够直接将化学能转化为电能,具有能量转换效率高、功率密度高、启动快、无污染等优点,因
碳化硅垂直双注入金属氧化物半导体场效应晶体管(Vertical Double-Implanted Metal-Oxide-Semicon-ductor Field-Effect Transistor,简称VDMOS)具有导通电阻低、开关速度快、
随着嵌入式设备的发展,嵌入式环境中出现了越来越多的信息安全问题,可信计算的出现为解决这些问题提出了可能。可信计算组织(TrustedComputingGrup,TCG)指出可信平台模块(Tru
稀有金属矿产对现代工业和科技发展至关重要,花岗伟晶岩在富集稀有金属元素成矿方面拥有巨大的潜力,对其成岩成矿作用的研究具有重要的意义。松潘-甘孜造山带花岗伟晶岩分布广泛,是我国伟晶岩型稀有金属矿的重要产区之一。容须卡伟晶岩型稀有金属矿床处于松潘-甘孜构造单元雅江-马尔康大型锂矿带上,目前,容须卡含矿花岗伟晶岩缺乏系统的岩石地球化学、年代学及同位素组成资料,且其与区内出露最大岩体黑云母石英闪长岩是否存
超分辨率作为图像处理领域一种重要的技术,其目的是获得更多的图像细节信息,提升图像价值。其主要优点在于可改善图像信号在形成过程中的降质问题,相对于硬件改进,其成本低廉
信息网模型起源于对大规模语义关联数据的建模,在信息网模型中抽象出了多种不同的关联类型,不但能够很好的描述数据的语义,还拥有对现实世界中对象的强大建模能力。为了方便
现实生活中的信息由于受各种主观因素和客观环境的影响,常常存在一定的不确定性。通过对不确定信息进行建模,能够有效地提取给定信息的本质特性,进而利用某些数学方法来分析
金属氧化物半导体材料由于其体积小、制作成本低和性能良好等特点被广泛应用到各个领域中,尤其是气体传感器方面。作为实现气体传感功能的核心部分,进一步开发与研究新型金属
随着互联网、物联网、云计算等高新技术的快速发展,信息社会已经步入大数据时代。基于人工智能的数据处理方法在大数据时代具有优越性。行人检测是人工智能方法在视频大数据