SKM -IGBT модули SEMIKRON SEMITRANS(TM)

номинальное напряжение 600 В (перейти к 1200 В, 1700 В)

Список обозначений:
- I_C@T_C=25C -длительно допустимый ток коллектора при температуре корпуса 25 градусов;
- I_Cnom -длительно допустимый ток коллектора при максимальной температуре корпуса;
- V_CEsat -напряжение насыщения коллектор-эмиттер;
- E_ON -потери энергии при включении;
- E_OFF -потери энергии на выключение;
- R_thjc -тепловое сопротивление переход-корпус (IGBT);
- I_F@T_C=25C -прямой ток (обратного диода) при температуре корпуса 25 градусов;
- V_F - (непосредственное) прямое падение напряжения (на обратном диоде);
- E_rr -потери энергии при обратном восстановлении (обратного диода);
- R_thjc-D -тепловое сопротивление переход-корпус (диод);
- R_thjs -тепловое сопротивление модуля (IGBT + диод);

Корпус SKM S2 SEMITRANS 2	Корпус SKM S3 SEMITRANS 3

Таблица 1. Основные характеристики IGBT модулей SKM типа Semitrans Semikron.

О «СТАНДАРТНЫХ» IGBT

Однозначно определить термин «стандартная технология» в применении к современной силовой электронике достаточно сложно. Развитие технологий полупроводников происходит столь быстро, что мы подчас не успеваем заметить, когда новое становится стандартным, а стандартное – устаревшим. Однако возьмем на себя смелость назвать стандартной технологию производства модулей IGBT SKM с применением эпитаксиальных пленок, тем более что это недалеко от истины. Напомним, что эпитаксиальная технология, до сих пор применяемая при производстве IGBT модулей SKM и называемая также PT (Punch Through), имеет следующие недостатки:
• ограниченная область безопасной работы: полный ток допускается при напряжении V_CE, не превышающем 80% от номинального значения для снижения вероятности защелкивания;
• возможность «защелкивания» при предельных рабочих токах, связанная с наличием паразитной триггерной структуры (во всех современных IGBT паразитная структура практически подавлена);
• протяженный и зависящий от температуры «хвост» тока (tail current), результатом чего являются высокая энергия потерь при выключении E_off. «Хвостом» называется остаточный ток коллектора биполярной части IGBT, возникающий из-за рассасывания носителей в области базы после запирания транзистора;
• отрицательный температурный коэффициент напряжения насыщения, приводящий к статическому разбалансу токов при параллельном соединении.
Относительно новым «стандартом», широко применяемым многими производителями (особенно для быстрых SKM IGBT), является технология NPT (Non Punch Through). При изготовлении чипов NPT используется однородный диффузионный n- слой под-ложки толщиной около 200 мкм. На нем располагается планарный затвор, а биполярный PNP транзистор формируется с помощью добавления слоя p+ в основании базы. Описанная гомогенная структура лишена недостатков PT SKM IGBT, в частности она имеет высокую стойкость к короткому замыканию, положительный температурный коэффициент напряжения насыщения и прямоугольную область безопасной работы RBSOA. Возможность защелкивания в NPT SKM IGBT исключена для всех значений рабочих токов вплоть до тока ко-роткого замыкания. Однако для обеспечения высокой стойкости к пробою такая структура должна иметь широкую область подложки, следствием чего является сравнительно большое значение напряжения насыщения.
 

Немного о технологии IGBT TRENCH

При изготовлении Trench-FS (Field Stop) IGBT транзисторов также используется буферный n+ слой в основании подложки. Однако у этого типа кристаллов затвор выполнен в виде глубокой канавки (trench) в теле подложки. Такая структура затвора в сочетании с модифицированной конструкцией эмиттера позволяет оптимизировать распределение носителей в области подложки. В результате напряжение насыщения IGBT транзисторов Trench-FS оказывается на 30% ниже, чем у NPT, а площадь кристалла – меньше почти на 70%. Соответственно, технология Trench-FS позволяет получить большую плотность тока. «Платой» за все описанные улучшения является повышенное тепловое сопротивление и заряд затвора. Стоимость изготовления кристаллов Trench несколько выше, чем SPT, однако для их производства требуется меньше кремния, что нивелирует разницу в цене.

Переход к другим типам модулей SEMIX, SKIIP, SEMITOP
Полные DATASHEET SKM доступны на сайте производителя SEMIKRON.