不論漏極-源極電壓VDS之間加多大或什么極性的電壓，總有一個pn結處于反偏狀態(tài)，漏、源極間沒有導電溝道，器件無法導通。但如果VGS正向足夠大，此時柵極G和襯底p之間的絕緣層中會產生一個電場，方向從柵極指向襯底，電子在該電場的作用下聚集在柵氧下表面，形成一個N型薄層(一般為幾個nm)，連通左右兩個N+區(qū)，形成導通溝道，如圖中黃域所示。當VDS＞0V時，N-MOSFET管導通，器件工作。了解完以PNP為例的BJT結構和以N-MOSFET為例的MOSFET結構之后，我們再來看IGBT的結構圖↓IGBT內部結構及符號黃塊表示IGBT導通時形成的溝道。首先看黃色虛線部分，細看之下是不是有一絲熟悉之感？這部分結構和工作原理實質上和上述的N-MOSFET是一樣的。當VGE>0V，VCE>0V時，IGBT表面同樣會形成溝道，電子從n區(qū)出發(fā)、流經溝道區(qū)、注入n漂移區(qū)，n漂移區(qū)就類似于N-MOSFET的漏極。藍色虛線部分同理于BJT結構，流入n漂移區(qū)的電子為PNP晶體管的n區(qū)持續(xù)提供電子，這就保證了PNP晶體管的基極電流。我們給它外加正向偏壓VCE，使PNP正向導通，IGBT器件正常工作。這就是定義中為什么說IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件的原因。此外，圖中我還標了一個紅色部分。 IGBT的轉移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關系曲線。河南哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊聯系方式
本發(fā)明實施例還提供了一種半導體功率模塊，如圖15所示，半導體功率模塊50配置有上述igbt芯片51，還包括驅動集成塊52和檢測電阻40。具體地，如圖16所示，igbt芯片51設置在dcb板60上，驅動集成塊52的out端口通過模塊引線端子521與igbt芯片51中公共柵極單元100連接，以便于驅動工作區(qū)域10和電流檢測區(qū)域20工作；si端口通過模塊引線端子521與檢測電阻40連接，用于獲取檢測電阻40上的電壓；以及，gnd端口通過模塊引線端子521與電流檢測區(qū)域的第1發(fā)射極單元101引出的導線522連接，檢測電阻40的另一端還分別與電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元201和接地區(qū)域連接，從而通過si端口獲取檢測電阻40上的測量電壓，并根據該測量電壓檢測工作區(qū)域的工作電流。本發(fā)明實施例提供的半導體功率模塊，設置有igbt芯片，其中，igbt芯片上設置有：工作區(qū)域、電流檢測區(qū)域和接地區(qū)域；其中，igbt芯片還包括第1表面和第二表面，且，第1表面和第二表面相對設置；第1表面上設置有工作區(qū)域和電流檢測區(qū)域的公共柵極單元，以及，工作區(qū)域的第1發(fā)射極單元、電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元和第三發(fā)射極單元，其中，第三發(fā)射極單元與第1發(fā)射極單元連接。 山西進口SEMIKRON西門康IGBT模塊銷售封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上。
所有人都知道IGBT的標準定義，但是很少有人詳細地、系統(tǒng)地從這句話抽絲剝繭，一層一層地分析為什么定義里說IGBT是由BJT和MOS組成的，它們之間有什么區(qū)別和聯系，在應用的時候，什么時候能選擇IGBT、什么時候選擇BJT、什么時候又選擇MOSFET管。這些問題其實并非很難，你跟著我看下去，就能窺見其區(qū)別及聯系。為什么說IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件？要搞清楚IGBT、BJT、MOSFET之間的關系，就必須對這三者的內部結構和工作原理有大致的了解。BJT：雙極性晶體管，俗稱三極管。內部結構（以PNP型BJT為例）如下圖所示。BJT內部結構及符號如同我上篇文章（IGBT這玩意兒——從名稱入手）講的，雙極性即意味著器件內部有空穴和電子兩種載流子參與導電，BJT既然叫雙極性晶體管，那其內部也必然有空穴和載流子，理解這兩種載流子的運動是理解BJT工作原理的關鍵。由于圖中e（發(fā)射極）的P區(qū)空穴濃度要大于b（基極）的N區(qū)空穴濃度，因此會發(fā)生空穴的擴散，即空穴從P區(qū)擴散至N區(qū)。同理，e（發(fā)射極）的P區(qū)電子濃度要小于b（基極）的N區(qū)電子濃度，所以電子也會發(fā)生從N區(qū)到P區(qū)的擴散運動。這種運動終會造成在發(fā)射結上出現一個從N區(qū)指向P區(qū)的電場，即內建電場。
將igbt模塊中雙極型三極管bjt的集電極和絕緣柵型場效應管mos的漏電極斷開，并替代包含鏡像電流測試的電路中的取樣igbt，從而得到包含無柵極驅動的電流檢測的igbt芯片的等效測試電路，即圖5中的igbt芯片結構，從而得到第二發(fā)射極單元201和第三發(fā)射極單元202，此時，bjt的集電極單獨引出，即第二發(fā)射極單元201，作為測試電流的等效電路，電流檢測區(qū)域20只取bjt的空穴電流作為檢測電流，且，空穴電流與工作區(qū)域10的工作電流成比例關系，從而通過檢測電流檢測區(qū)域20中的電流即可得到igbt芯片的工作區(qū)域10的電流，避免了現有方法中柵極對地電位變化造成的偏差，提高了檢測電流的精度。此外，在第1表面上，電流檢測區(qū)域20設置在工作區(qū)域10的邊緣區(qū)域，且，電流檢測區(qū)域20的面積小于工作區(qū)域10的面積。此外，igbt芯片為溝槽結構的igbt芯片，在電流檢測區(qū)域20和工作區(qū)域10的對應位置內分別設置多個溝槽，可選的，電流檢測區(qū)域20和工作區(qū)域10可以同時設置有多個溝槽，或者，工作區(qū)域10設置有多個溝槽，本發(fā)明實施例對此不作限制說明。以及，當設置有溝槽時，在每個溝槽內還填充有多晶硅。此外，在第1表面和第二表面之間，還設置有n型耐壓漂移層和導電層。 IGBT模塊是由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片）與FWD通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品。
這部分在定義當中沒有被提及的原因在于它實際上是個npnp的寄生晶閘管結構，這種結構對IGBT來說是個不希望存在的結構，因為寄生晶閘管在一定的條件下會發(fā)生閂鎖，讓IGBT失去柵控能力，這樣IGBT將無法自行關斷，從而導致IGBT的損壞。具體原理在這里暫時不講，后續(xù)再為大家更新。2、IGBT和BJT、MOSFET之間的因果故事BJT出現在MOSFET之前，而MOSFET出現在IGBT之前，所以我們從中間者MOSFET的出現來闡述三者的因果故事。MOSFET的出現可以追溯到20世紀30年代初。德國科學家Lilienfeld于1930年提出的場效應晶體管概念吸引了許多該領域科學家的興趣，貝爾實驗室的Bardeem和Brattain在1947年的一次場效應管發(fā)明嘗試中，意外發(fā)明了電接觸雙極晶體管（BJT）。兩年后，同樣來自貝爾實驗室的Shockley用少子注入理論闡明了BJT的工作原理，并提出了可實用化的結型晶體管概念。1960年，埃及科學家Attala及韓裔科學家Kahng在用二氧化硅改善BJT性能的過程中意外發(fā)明了MOSFET場效應晶體管，此后MOSFET正式進入功率半導體行業(yè)，并逐漸成為其中一大主力。發(fā)展到現在，MOSFET主要應用于中小功率場合如電腦功率電源、家用電器等。 IGBT的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP(原來為NPN)晶體管提供基極電流，使IGBT導通。河南哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊聯系方式
隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進，此類產品在市場上將越來越多見。河南哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊聯系方式
空穴收集區(qū)8可以處于與第1發(fā)射極單元金屬2隔離的任何位置，特別的，在終端保護區(qū)域的p+場限環(huán)也可以成為空穴收集區(qū)8，本發(fā)明實施例對此不作限制說明。因此，本發(fā)明實施例提供的igbt芯片在電流檢測過程中，通過檢測電阻上產生的電壓，得到工作區(qū)域的電流大小。但是，在實際檢測過程中，檢測電阻上的電壓同時抬高了電流檢測區(qū)域的mos溝槽溝道對地電位，即相當降低了電流檢測區(qū)域的柵極電壓，從而使電流檢測區(qū)域的mos的溝道電阻增加。當電流檢測區(qū)域的電流越大時，電流檢測區(qū)域的mos的溝道電阻就越大，從而使檢測電壓在工作區(qū)域的電流越大，導致電流檢測區(qū)域的電流與工作區(qū)域電流的比例關系偏離增大，產生大電流下的信號失真，造成工作區(qū)域在大電流或異常過流的檢測精度低。而本發(fā)明實施例中電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元相當于沒有公共柵極單元提供驅動，即對于igbt芯片的電子和空穴兩種載流子形成的電流，電流檢測區(qū)域的第二發(fā)射極單元只獲取空穴形成的電流作為檢測電流，從而避免了檢測電流受公共柵極單元的電壓的影響，以及測試電壓的影響而產生信號的失真，即避免了公共柵極單元因對地電位變化造成的偏差，從而提高了檢測電流的精度。實施例二：在上述實施例的基礎上。 河南哪里有SEMIKRON西門康IGBT模塊聯系方式