应用于车载变流器的RC-IGBT工作特性

逆导型IGBT (RC-IGBT)是将IGBT功能与续流二极管功能集成在一个芯片上,实现了在相同封装体积下,可获得更大的功率密度,由于IGBT与二极管紧密的移相热耦合,在相同散热条件下,RC-IGBT允许的工作结温更高.同时,RC-IGBT的本征二极管还受到栅极电压控制,通过栅极电压控制策略,可以降低器件损耗,优化系统特性.介绍了RC-IGBT的基本工作原理和二极管退饱和控制特性,研究了RC-IGBT应用于变流器系统的损耗优化控制策略,分析了应用RC-IGBT的单相脉宽调制(PWM)整流器的工作特性与损耗特性.通过一个具体的应用工况运行仿真,分析对比了RC-IGBT和普通IGBT在PWM整流器应用中的损耗特性.结果显示,应用RC-IGBT后总体损耗有所降低,验证了RC-IGBT退饱和脉冲控制的有效性.     

RC-IGBT的snap-back现象及其仿真

The RC-IGBT(reverse conducting insulated gate bipolar transistor) is a new kind of power semiconductor device which has many advantages such as smaller chip size,higher power density,lower manufacturing cost,softer turn off behavior,and better reliability.However,its performance has a number of drawbacks,such as the snap-back effect.In this paper,an introduction about the snap-back effect of the RC-IGBT is given firstly. Then the physical explanations are presented with two simplified models.After that,some numerical simulations are carried out to verify the correctness of the models.     

IGBT结构设计发展与展望

首先从绝缘栅型双极性晶体管(IGBT)的物理模型展开讨论,分析了影响IGBT性能的几个重要特性参数,对其结构的优化和改进提供了理论支撑。其次论述了IGBT问世以来的主要结构设计发展历程,以及国际主流IGBT设计厂商对各自IGBT产品结构做出的独创性改进。最后对目前研究的新技术热点如逆导型IGBT半导体器件进行了介绍,并对IGBT器件的发展方向提出展望。     

半超结抑制RC-TIGBT Snapback效应机理与仿真

首次对半超结RC-TIGBT与传统RC-TIGBT的正向导通机理进行了比较研究。通过Silvaco TCAD软件仿真,模拟研究了Ydrift值、P-集电区宽度与N+短路区宽度等关键参数对Snapback效应的影响。结果表明,回退电压点随着Ydrift的减小而减小,且与Ydrift呈线性关系。对于底部集电极尺寸而言,回退电压点与P-集电区宽度有关,与N+短路区宽度基本无关。基于仿真结果,给出半超结RC-TIGBT的等效电路,并详细分析了半超结技术能抑制Snapback效应的原因。最后,对半超结RC-TIGBT的结构参数进行设计,提出一种能减小Snapback效应的有效方法。     

开关损耗与温升的PLECS仿真分析

借助仿真分析工具可验证理论分析的正确性,还能为实验研究过程提供有价值的经验。为培养知识全面型人才,电气工程专业学生应学会使用电磁热多域仿真软件,分析电力电子变换电路控制系统与功率器件的电、热特性。本文以双边LCC谐振网络无线输电系统中SiC功率MOSFET、逆导型开关（RC-IGBT）为例,基于热传导理论和连续网络热路模型（Cauer模型）,给出如何采用PLECS进行功率器件的热建模、损耗分析和温升计算。     

The negative differential resistance characteristics of an RC-IGBT and its equivalent circuit model

A simple equivalent circuit model is proposed according to the device structure of reverse conducting insulated gate bipolar transistors （RC-IGBT）. Mathematical derivation and circuit simulations indicate that this model can explain the snap-back effect （including primary snap-back effect, secondary snap-back effect, and reverse snap-back effect） and hysteresis effect perfectly.