沟槽栅极型IGBT及其驱动方法与流程

    技术2025-11-06  2


    以往,作为驱动大功率电动机的电路的开关元件,广泛使用的是igbt(insulatedgate bipolar transistor,绝缘栅双极晶体管)。


    背景技术:

    1、例如,在专利文献1中示出了如下内容:在沟槽栅极型igbt中,在igbt的通道的下侧设置供储存电洞的载流子存储(cs:carrier store)层。

    2、[背景技术文献]

    3、[专利文献]

    4、[专利文献1]日本专利特开2005-347289号公报


    技术实现思路

    1、[发明要解决的问题]

    2、此处,如果设置载流子存储层,那么可以减少igbt接通时的电压降(集电极-发射极间的电压vce)。也就是说,可以减少因igbt的接通电阻导致的电压降,从而减小接通时的能量损失。但是,在将igbt切断(从接通切换成断开)时,因所残留的电洞的影响而导致切断所需要的时间变长,能量消耗(开关损耗)变大。

    3、这样来看,igbt的导通损耗与开关损耗存在取舍关系,取决于制作igbt时的构造及载流子存储层浓度,而无法从使用者方面来控制该取舍。

    4、[解决问题的技术手段]

    5、本发明的沟槽栅极型igbt包含:

    6、半导体衬底;

    7、栅极沟槽,从所述半导体衬底的正面朝向背面侧延伸,通过被施加电压而在周边所形成的通道区域中流通电流;

    8、开关沟槽,从所述半导体衬底的正面朝向背面侧延伸,周边未形成通道区域;及

    9、设定端子,用来从外部控制所述开关沟槽的电压;且

    10、可通过对所述设定端子施加的电压来切换第1状态或是第2状态,所述第1状态是接通时的电压降相对较小但切断时的能量损耗相对较大,所述第2状态是接通时的电压降相对较大但切断时的能量损耗相对较小。

    11、[发明的效果]

    12、根据本发明的沟槽栅极型igbt,可通过设定开关沟槽的电压,而根据使用条件(接通断开是高频还是低频)来选择是减少开关损耗还是减少接通时的电压降。因此,可获得根据使用条件减少了损耗的沟槽栅极型igbt。



    技术特征:

    1.一种沟槽栅极型igbt,包含:

    2.根据权利要求1所述的沟槽栅极型igbt,其中

    3.根据权利要求2所述的沟槽栅极型igbt,其中

    4.一种沟槽栅极型igbt,包含:

    5.根据权利要求4所述的沟槽栅极型igbt,其中

    6.根据权利要求5所述的沟槽栅极型igbt,其中

    7.一种沟槽栅极型igbt的驱动方法,该沟槽栅极型igbt包含:

    8.根据权利要求7所述的沟槽栅极型igbt的驱动方法,其中

    9.根据权利要求8所述的沟槽栅极型igbt的驱动方法,其中


    技术总结
    本发明的课题在于根据高频使用、低频使用之类的使用条件来减少损耗。本发明的沟槽栅极型IGBT包含:栅极沟槽(120G),从半导体衬底的正面朝向背面侧延伸,通过被施加电压而在周边所形成的通道区域中流通电流;开关沟槽(120SW),从半导体衬底的正面朝向背面侧延伸,周边未形成通道区域;及设定端子,用来从外部控制开关沟槽(120SW)的电压;且可通过对设定端子施加的电压来切换第1状态或第2状态,所述第1状态是接通时的电压降相对较小但切断时的能量损耗相对较大,所述第2状态是接通时的电压降相对较大但切断时的能量损耗相对较小。

    技术研发人员:冈田哲也,新井宽己
    受保护的技术使用者:上海韦尔半导体股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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