1600V BIMOSFET晶體管的應(yīng)用及其直流電性能

本應(yīng)用筆記介紹了新的1600 V BIMOSFET晶體管，該晶體管已被新應(yīng)用取代。它介紹了BIMOSFET的許多應(yīng)用及其直流電性能。如今，有許多使用高壓MOSFET和IGBT的應(yīng)用，這些應(yīng)用將受益于更高的電壓部分。示例包括掃描電路，雷達(dá)脈沖調(diào)制器，電容器放電電路，固態(tài)繼電器，牽引設(shè)備上的輔助電源以及其他高壓開(kāi)關(guān)模式電源。MOSFET串聯(lián)并聯(lián)連接以克服其電壓和較高的R_DS（on）限制。高壓IGBT對(duì)于某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)太慢了。高壓BIMOSFET晶體管的新家族正在滿(mǎn)足這些需求。

MOSFET和IGBT的常規(guī)構(gòu)造通常稱(chēng)為DMOS（雙擴(kuò)散金屬氧化物硅），它由生長(zhǎng)在厚的低電阻率硅襯底頂部的外延硅層組成，如圖1所示。 1b。但是，在超過(guò)1200 V的電壓下，支持這些阻斷電壓所需的N硅層的厚度使其對(duì)如圖1a所示的非外延結(jié)構(gòu)更具吸引力，并且成本更低。這種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)也稱(chēng)為“均質(zhì)基礎(chǔ)”或“非穿通”（NPT）。

圖1 BIMOSFETTM IXBH40N160橫截面（a）與具有外延結(jié)構(gòu)的IGBT的比較（b） ?

參考圖1a，IGBT的典型pnpn結(jié)構(gòu)得以保留，但請(qǐng)注意，為了降低PNP晶體管的電流增益并因此關(guān)斷開(kāi)關(guān)行為，引入了N +集電極-短路模式。但是，現(xiàn)在有一個(gè)從發(fā)射極到集電極的“自由”本征二極管，與MOSFET中的二極管不同，這使我們創(chuàng)造了首字母縮寫(xiě)詞BIMOSFET晶體管。BIMOSFET晶體管的關(guān)斷行為由集電極短路量控制。為了使二極管可用并且不引起換向dV / dt問(wèn)題，必須通過(guò)輻照來(lái)減少少數(shù)載流子的壽命。

最終結(jié)果是一種設(shè)備，可以通過(guò)定制其集電極短圖案以及適當(dāng)?shù)妮椛淞縼?lái)針對(duì)高頻或低頻切換進(jìn)行優(yōu)化。

直流電性能

可以預(yù)見(jiàn)的是，BIMOSFET晶體管系列將涵蓋從簡(jiǎn)單的高壓開(kāi)關(guān)到提高高壓IGBT的高頻性能的高壓應(yīng)用范圍。

在檢查此表和以下某些圖時(shí)，我們可以注意以下幾點(diǎn)：

BIMOSFET晶體管系列的典型閾值電壓高于普通IGBT，但其Qg（on）相當(dāng)。?

在IC = 25 A時(shí)，IXLH45N160的VCE（sat）分別約為IXBH40N160的三分之一，2.5 V和7.0V。這兩個(gè)部件的飽和電壓均具有很強(qiáng)的正溫度系數(shù)。

為了在更高的電壓下經(jīng)受短路測(cè)試（SCSOA）的影響，需要較低的跨導(dǎo)，產(chǎn)生低的短路電流I_CE（on）。

但是，在許多脈沖應(yīng)用中，傳導(dǎo)高峰值電流的能力比SCSOA更重要?？朔涂鐚?dǎo)的一種方法是增加?xùn)艠O電壓。

應(yīng)用領(lǐng)域

已經(jīng)提到了許多應(yīng)用中的一些，但讓我們回顧一下一些應(yīng)用，以了解高壓開(kāi)關(guān)的可用

編輯：hfy