Toshiba-IEBT.ppt

大功率半导体
东芝半导体&存储产品公司
分立半导体事业部
大功率器件工程组
2012年9月
TSBMC-101--
东芝大功率半导体发展进程
(图表中额定功率释义)
ETT(电触发式可控硅整流器) :IT(AV)-Vdrm
LTT(光触发式可控硅整流器) :IT(AV)-Vdrm
G T O :ITGQM-Vdrm
GTR/IGBT/PPI :I c - Vces
IGBT/IEGT的额定电压
-V =1700V
-FXF =3300V
-GXH =4500V
PP- =紧压包装
PPI =IEGT/IGBT紧压包装
PMI = IEGT/IGBT塑料外壳组件
1500A2500V
400A300V
1000-EX
200A900V
2000
1990
1980
1970
10K
100K
1M
10M
100M
(V A)
1960
ETT
LTT
GTO
PP-GTR
IGBT 组件
80A400V
150A1000V
500A2500V
3000A4000V
3000A4000V
2500A6000V
3500A8000V
200A600V
600A2500V
40A400V
100A600V
300A450V
400A1000V
25A500V
200A500V
300A1000V
360-V
600A1200V
1200-V
6000A
6000V
1200-FXF
P P I
2100-GXH
(VA) 表示额定功率
(注:本图表包括停产产品)
IEGT结构
900-GXH
750-GXH
3000A
4500V
2600-GXH
PMI
东芝IEGT: MVA 变流器重要器件
2010 年
东芝发明了IGBT
大功率半导体所使用硅片的变化
GTO
门极可关断晶闸管
LTT 光触发式可控硅整流器(全压接式)
SCR可控硅整流器(合金扩散)
IEGT电子注入增强栅晶体管
6kA(峰值)-6KV
(使用6英寸晶圆)
-8KV
50A-
Drain
N-base
P-emitter
P-base
Source
Drain
IGBT
IGBT
N-base
P-emitter
P-base
Source
Gate
传统的IGBT结构所产生的阻断电压,会因为发射极侧N-基区的电阻,造成较高的导通损耗
在N-基区储存载流子
为什么是IEGT?
N-base
P-emitter
P-base
Source
Drain
Gate
IEGT
“IE”结构会在发射极侧N-基区层造成高浓度的空穴和电子载流子
⇒降低饱和压降Vce(sat)
IEGT
IGBT
用于HVHC大功率半导体的两种东芝封装解决方案
1) 压接式IEGT
高热循环能力来自于无引线键合
便于大量PPI的串联连接
陶瓷外壳封装的防爆结构
便于用螺钉连接进行操作
采用铝碳化硅基片改进热循环能力
采用高CTI材质的高隔离性封装
2) IEGT模块
( HVHC=高电压高电流, AlSiC=铝碳化硅, parative Tracking Index 相比漏电起痕指数)
PPI
PMI
ST1200FXF24
ST2100GXH24A
大功率半导体
PMI
<晶体管总表>
晶体管总表
PPI
额定电压
: 1700~4500V
额定电流
: 400~2100A
PPI:
压接式IEGT
PMI:
IEGT 模块
PPI
– IGBT/IEGT总表
ST1200FXF24
PPI[85mm]
量产
3300
MG1200FXF1US53
Mod. [140x190mm]
量产
MG1200V1US51
Mod.[130x140mm]
量产
1200
1000
MG800FXF1US53
Mod. [130x140mm]
量产
800
1700
VCES (V)
 Ic (A)
400
MG400FXF2YS53
Mod. [130x140mm] 量产
红色表示 IEGT 型
总表
ST2100GXH24A
PPI [125mm All-IEGT]
量产
2100
ST1500GXH24
PPI [125mm]
量产
1500
ST1200GXH24A
PPI [85mm All-IEGT]
量产
1200
MG900GXH1US53
Mod. [140x190mm]