新IGBT技術(shù)提高應用性能

不考慮半導體的成本，其通常會(huì )占到模塊總成本的50%以上，外殼的選擇會(huì )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(guò)程。

3.3 絕緣強度

用于焊接半導體芯片的陶瓷基板的厚度和類(lèi)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(kāi)關(guān)電感 LCE 及其實(shí)際效果

電感LCE對IGBT關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的參數，如以下公式所示：

在實(shí)際中, 高電感與關(guān)斷期間所產(chǎn)生的高過(guò)電壓一樣，都是不利的。高電感意味著(zhù)器件的最大反向電壓會(huì )很快達到。尤其在高直流母線(xiàn)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(guò)甩負荷或在功率回饋模式下。當使用低電感模塊時(shí)，可以實(shí)現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(chēng)并聯(lián)設計，SEMITRANS® 模塊可實(shí)現低電感（請注意，依托模塊電感，半導體芯片上實(shí)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(shí)芯片的對稱(chēng)電流分布

SEMITRANS®模塊中，并聯(lián)了多達8個(gè)芯片（IGBT和二極管）（見(jiàn)表2）。二極管并聯(lián)尤其具有挑戰性，因為Vf的負溫度系數會(huì )降低額定電流. 為此，SEMIKRON開(kāi)發(fā)了定制解決方案，滿(mǎn)足高功率應用（為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功率分配進(jìn)行了優(yōu)化）及高直流環(huán)母線(xiàn)電壓應用（在關(guān)斷時(shí)動(dòng)態(tài)過(guò)電壓限制)。進(jìn)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(gè)模塊并聯(lián)的情況，功率降額必須盡可能低。此時(shí)，IGBT參數VCEsat的正溫度系數具有正面的影響. 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® 模塊中降額系數介于90%和95%之間。

4. 展望未來(lái)

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模塊將能夠續寫(xiě)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(lái)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(gè)明顯的例子，通過(guò)完善模塊技術(shù)參數，一代又一代的半導體芯片能夠持續享受成功。