电工技术学报  2017, Vol. 32 Issue (24): 53-58    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170178
电力电子 |
高速集电极沟槽绝缘栅双极晶体管
蒋梦轩1, 帅智康2, 沈征2, 王俊2, 刘道广3
1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆 400044;
2. 湖南大学电气与信息工程学院 长沙 410082;
3. 清华大学核能与新能源研究院 北京 100084
A Novel Fast Collector Trench Insulated Gate Bipolar Transistor
Jiang Mengxuan1, Shuai Zhikang2, Shen Zheng2, Wang Jun2, Liu Daoguang3
1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology Chongqing University Chongqing 400044 China;
2. College of Electrical and Information Engineering Hunan University Changsha 410082 China;
3. Institute of Nuclear and New Energy Technology Tsinghua University Beijing 100084 China
全文: PDF (340 KB)  
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摘要 在前期高速绝缘栅双极晶体管(IGBT)的基础上提出一种高速集电极沟槽绝缘栅双极晶体管(CT-IGBT)。该器件沟槽集电极与漂移区的内建电势差感应形成电子沟道而加快关断速度,且集电极沟槽具有不同于传统电场截止层(FS)的电场截止机制,并引入低浓度N型层以降低集电极沟槽对空穴注入的抑制作用。硅基材料有限元仿真结果表明,新结构CT-IGBT的关断下降时间比传统沟槽FS-IGBT少49%,且前者耐受的雪崩能量比后者高32%。因此,新结构CT-IGBT具有比FS-IGBT更优越的关断速度和强度,可应用于大功率高速电力电子系统。
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蒋梦轩
帅智康
沈征
王俊
刘道广
关键词 绝缘栅双极晶体管电场截止关断下降时间雪崩能量强度    
Abstract:This paper proposes a novel collector trench insulated gate bipolar transistor (CT-IGBT) with an electron extraction channel formed on the collector side to enhance the electron extraction effect, in which a low doped n-type layer is introduced to increase hole injection efficiency at the collector side. TCAD simulation indicates that the proposed IGBT structure offers a turn-off fall time 49% lower and avalanche energy 32% higher than a conventional field-stop IGBT (FS-IGBT). Therefore, the proposed IGBT is attractive for high-speed and large-power electronic converters.
Key wordsInsulated gate bipolar transistor (IGBT)    field stop    turn-off fall time    avalanche energy    ruggedness   
     出版日期: 2018-01-16
PACS: TM46  
作者简介: 帅智康 男,1982年生,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为先进电能质量控制技术、电力电子技术及应用、微网稳定性分析及控制等。E-mail: johnshen@ieee.org
引用本文:   
蒋梦轩, 帅智康, 沈征, 王俊, 刘道广. 高速集电极沟槽绝缘栅双极晶体管[J]. 电工技术学报, 2017, 32(24): 53-58. Jiang Mengxuan, Shuai Zhikang, Shen Zheng, Wang Jun, Liu Daoguang. A Novel Fast Collector Trench Insulated Gate Bipolar Transistor. Transactions of China Electrotechnical Society, 2017, 32(24): 53-58.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170178          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2017/V32/I24/53