Esta nota de aplicación presenta un nuevo IGBT desarrollado para la funcionalidad de bloqueo inverso. La nota de aplicación presenta nuevas aplicaciones de IGBT y sus características eléctricas.
descripción general
Se ha desarrollado un nuevo IGBT que proporciona capacidad de bloqueo inverso. Esta característica es necesaria en una variedad de aplicaciones, como inversores de fuente de corriente, circuitos resonantes, interruptores bidireccionales y convertidores de matriz. En este artículo, presentamos la tecnología de chip monolítico y su comportamiento operativo medido en la primera muestra de un circuito típico.
Primeros pasos: aplicaciones
Los circuitos comunes que requieren interruptores controlables para flujo de corriente unidireccional con bloqueo inverso se pueden clasificar como:
- Inversor de fuente de corriente convencional mostrado en la Fig. 1
- Convertidor resonante con fuente de corriente ilustrado en la Figura 2
- Circuito resonante auxiliar utilizado para la conmutación suave de semiconductores de potencia en la ruta de corriente principal
- Un interruptor bidireccional, como el convertidor de matriz que se muestra en la Figura 3.
Donde los IGBT son aplicables en términos de voltaje, corriente y frecuencia, hasta ahora este tipo de interruptor consta de un IGBT estándar sin bloqueo inverso y un diodo en serie. En comparación, las soluciones monolíticas tienen ventajas como menores pérdidas por conducción, menores requisitos de espacio y menor costo.
tecnología de chips
La Figura 4 (derecha) muestra una vista transversal de un chip IGBT de bloqueo inverso. La estructura de celdas representada continúa a la izquierda y el borde del chip con el anillo protector para la terminación de la unión se muestra a la derecha. Las geometrías corresponden básicamente a los IGBT NPT, como se muestra en la Figura 4 (izquierda). Los IGBT NPT no pueden bloquear un avance negativo significativo en los bordes sin una parada de campo. Esta limitación se supera utilizando la técnica de difusión de aislamiento conocida en la fabricación de chips de tiristores. Esto permite que la capa inferior p+ del IGBT de bloqueo inverso se pliegue en el borde del chip, como se muestra en la Fig. 4 a la derecha. De esta manera, la unión p+ – n- permanece dentro del chip y termina debajo de la capa superior de óxido aislante. Las uniones que son parte del IGBT de todos modos están terminadas correctamente y pueden bloquear voltajes inversos como los diodos pn. Esta medida no altera la estructura dentro del volumen activo del chip. Por lo tanto, además del hecho de que pueden bloquear voltajes inversos, se puede esperar que los IGBT de bloqueo inverso muestren un comportamiento similar al de los IGBT NPT normales.