今天小编要和大家分享的是模拟技术相关信息,接下来我将从基于IGBT技术实现反并联二极管的正确设计,lv100采用了最新的第七代igbt芯片,其中igbt为cstbt*1结构,二极管为这几个方面来介绍。
模拟技术相关技术文章基于IGBT技术实现反并联二极管的正确设计
引言
反并联二极管的正确设计需要考虑各种因素。其中一些与自身技术相关,其它的与应用相关。但是,正向压降Vf 、反向恢复电荷Qrr 以及Rth与Zth散热能力最终将构成一种三角关系。
由于在当前的二极管技术条件下,二极管芯片本身的尺寸已经被削减至很小,所以二极管设计师再次将目光投向电气性能(忽略成本因素)。本文将聚焦驱动应用中的二极管,进行利弊分析与思考。对于所有应用来说,所考虑的基本点是一样的:应该使用静态损耗较低的二极管,还是考虑整个系统(包括IGBT)性能而使用静态损耗稍高但开关损耗较低的二极管。
二极管优化
二极管的反向恢复电荷Qrr与正向压降Vf的关系曲线可以表示出二极管的特性。这意味着,原则上该曲线上的每一个点都能实现,如图1所示。因此,可以设计出低Qrr、高Vf的二极管,或者低Vf、高Qrr的二极管。该曲线可以通过改变电流密度或寿命抑制实现。
图 1 二极管的Qrr-Vf关系曲线
一般而言,芯片尺寸越大,由于电流密度降低,正向压降Vf也会降低,这有助于改善芯片的散热能力,但同时开关损耗增加,成本也会有所提高。
对于给定的电流密度和芯片尺寸而言,通过局部(例如氦离子照射)或整体(电子照射或带有再结合中心的掺杂,如金或铂)方法削减载流子寿命有着相似的作用。缩短载流子寿命可削减器件中的积累电荷Qrr,但降低了导通性能,提高了正向压降Vf;延长载流子寿命能降低正向压降Vf,但开关损耗增高。大多数实用二极管采用一种或多种寿命控制方法,但整流二极管除外。整流二极管频率非常低并且对导通损耗要求很高,因此并不总是需要削减载流子寿命。