Dziś jest poniedziałek, 9 grudzień 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.85 -0.17% 1EUR 4.2721 -0.13% 1GBP 5.0527 -0.24%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
IIX edycja Targów Energetycznych ENERGETICS już w listopadzie!
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
12 grudzień 2019
XII EDYCJA SEMINARIUM Z ZAKRESU "Eksploatacji urządzeń elektrycznych w strefach zagrożenia wybuchem Ex ATEX" 
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
22 wrzesień 2007.

Najnowsza generacja tranzystorów IGBT produkcji Mitsubishi

Najnowsza generacja tranzystorów IGBT produkcji Mitsubishi
Mitsubishi Eelectric jako jeden z przodujących producentów tranzystorów IGBT, na przełomie maja i czerwca br., zaprezentował następną generację chipów IGBT - CSTBT (Carrier Stored Trench Gate Bipolar Transistor).
Struktura CSTBT łączy w sobie zalety struktury 3 generacji i struktury typu Trench przy jednoczesnym wyeliminowaniu wad które posiadały w/w struktury.
Struktura CSTBT charakteryzuje się:
  • utrzymaniem lepszego kompromisu pomiędzy energią wyłączenia Eoff a napięciem nasycenia VCE(sat) w porównaniu do serii „F”(Trench)
  • zredukowaną pojemnością wejściową bramki,
  • redukcją prądu zwarciowego,
  • pozytywnym współczynnikiem temperaturowym.
  • :
    CARRIER STORED TRENCH GATE BIPOLAR TRANSISTOR (CSTBT)

    Rys. 1. Konwencjonalna struktura tranzystora
    IGBT typu TRENCH

    Rys. 2. Najnowsza struktura IGBT typu
    CSTBT

    Rys. 3. Rozkład gęstości dziur

    Rys. 4. Zależność pomiędzy VCE(sat) a Eoff
    Różnica pomiędzy strukturą dotychczas stosowaną (rys1) a strukturą CSTBT (rys.2) polega na tym, że w najnowszym opracowaniu została dodana dodatkowa warstwa magazynująca typu n pomiędzy bazą p a warstwą typu n- .Funkcją jaką spełnia dodatkowa bariera jest tamowanie wstrzykiwania dziur z warstwy p+, czego efektem jest zwiększenie koncentracji dziur po stronie emitera. Magazynowanie dziur spowodowało uzyskanie równomiernego rozkładu gęstości dziur po stronie katody i anody (Rys.3) oraz korzystniejszy kompromis pomiędzy napięciem nasycenia VCE(sat) a energią wyłączenia Eoff (Rys.4).
    Następną innowacyjną cechą struktury CSTBT jest możliwość blokowania poszczególnych kanałów (PCM - Plugging Cell Merged), które znajdują się wewnątrz chipu (Rys.5).

    Rys.5 Blokowanie kanałów w strukturze CSTBT
    Blokowanie poszczególnych kanałów (PCM) w strukturze zaprojektowano jako nową technologię kontrolowania prądu obwodu zwarciowego ICE(sat) bez konieczności podwyższania napięcia nasycenia VCE(sat).
    Poprzez zastosowanie tej nowej technologii nie ma potrzeby stosowania zewnętrznego obwodu blokującego prąd zwarcia RTC (Real Time Control).
    Możliwość blokowania poszczególnych kanałów pozwala na kształtowanie charakterystyk tranzystorów IGBT w zależności od aplikacji i tworzyć chipy o różnym napięciu nasycenia co pozwala uzyskać tranzystory IGBT o niskim VCE(sat) i częstotliwości pracy do 20kHz lub wyższym VCE(sat) i wysokiej częstotliwości pracy 60kHz (Rys.6).

    Rys.6 Przykładowa charakterystyka modułu 300A/1200V
    Te dwie unikatowe technologie (Rys.7) zastosowane do stworzenia nowej struktury półprzewodnikowej CSTBT zostały opatentowane przez koncern Mitsubishi Electric i przyczyniły się do stworzenia następnej generacji modułów IGBT.

    Rys.7 Dwie unikatowe technologie zastosowane przez Mitsubishi
    Najnowsza 5-ta już generacja modułów IGBT oparta na nowych strukturach CSTBT została wprowadzona na rynek. Moduły te posiadają następujące cechy:
    1. Niskie napięcie nasycenia VCE(sat); Niską energię włączenia E(on) i wyłączenia E(off),
    2. Wysoką odporność zwarciową (bez układu RTC)
    3. Zredukowaną pojemność bramki.
    4. Niską indukcyjność połączeń wewnętrznych (Rys.8)

    Rys.8 Stosunek indukcyjności wewnętrznych połączeń modułów 5gen. do 3gen. = 1:2
    5. Doskonałą rezystancję termiczną przez zastosowanie jako ceramicznej warstwy izolacyjnej azotku aluminium.
    6. Zwiększoną wytrzymałość na cykle temperaturowe DTc obudowy (Rys.10) poprzez kontrolowanie grubości spoiwa pomiędzy podstawą a ceramiczną warstwą izolacyjną (Rys.9a,9b).

    Rys.9a W tradycyjnym procesie lutowania stosowanym w poprzednich generacjach, grubość lutu mogła się zmieniać

    Rys.9b W modułach 5 generacji zmiana grubości lutu b została ograniczona poprzez zastosowanie prętów ograniczających

    Rys.10 Wytrzymałość na cykle temperaturowe obudowy

    7. Zdecydowanie lepszą wytrzymałość na cykle temperaturowe DTj struktury poprzez nową technologię połączeń drutowych (Rys.11)

    Ilość cykli

    Rys.11 Wytrzymałość na cykle temperaturowe złącza


    Dlaczego seria A ?
    Do chwili obecnej firma Mitsubishi jako producent japoński określa rezystancję termiczną Rth(j-c) i Rth(c-f) zgodnie z normami obowiązującymi w tym kraju. Norma ta ustanawia punkt pomiaru temperatury obudowy i radiatora przy krawędzi modułu co pokazano na rysunku 12a. Pomiar tej temperatury staje się przez to bardzo prosty również dla użytkownika, lecz przez to Rth(j-c) i Rth(c-f) jest większe niż przy zastosowaniu pomiaru zgodnie z normami europejskimi. Według norm europejskich punkty pomiaru DT znajduje się pod obudową IGBT (Rys.12b). Wartości Rth(j-c) i Rth(c-f) są mniejsze lecz metoda pomiaru jest bardziej skomplikowana.
    W związku z powyższym w 5 generacji modułów IGBT oprócz podstawowej serii typu NF wyodrębniono serię typu A. W kartach katalogowych modułów tej serii wartości Rth(j-c) i Rth(c-f) zdefiniowane są zgodnie z normami europejskimi. Pozwala to na bezpośrednie porównanie modułów IGBT produkcji Mitsubishi z modułami produkcji Europejskiej.
    Rys.12a Seria H - tradycyjna definicja określenia Rth(j-c) i Rth(c-f)
    Rys.12b Seria A - europejska definicja określenia Rth(j-c) i Rth(c-f)

  • Moduły serii A aktualnie są produkowane na napięcie 1200V w zakresie prądowym od 100A do 600A, w układzie pół mostka.


  • Moduły serii NF dostępne są w następujących zakresach :
    Ponadto Mitsubishi na bazie nowej struktury CSTBT opracowało moduły:
    - wysokiej mocy - MEGA POWER DUAL na napięcie 1200V i prądzie 900A i 1400A w układzie pół mostka tj. CM900DU-24NF
    CM1400DU-24NF
    - optymalizowane do pracy przy częstotliwości 50kHz
    Najnowsza technologia jaka została zaprezentowana przez koncern Mitsubishi Electric pozwoliła na wyprodukowanie nowych modułów IGBT o klasę lepszych od dostępnych dziś na rynku energoelektronicznym przy jednoczesnym znacznym obniżeniu ceny w stosunku do konkurencji.

    Źródło: DACPOL
    Źródło: DACPOL
    O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
    Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
    Copyright © Energoelektronika.pl