具有高溫工作能力的1700V SPT+ IGBT和二極管芯片組
為了說明這種新的1700V SPT+芯片組能夠應用于高溫和大電流情形下,測量了1700V HiPak模塊Tj=150℃的開關曲線。圖7所示的關斷曲線是在標稱下測得的,即IC=3600A、VCE=900V。在本測試中,模塊的關斷測試采用RG,OFF=0.6Ω,LS=60nH,電壓上升率為3000V/us。優(yōu)化N基區(qū)與SPT緩沖層的結合,允許集電極電流緩慢的衰減,保證了關斷過程軟,沒有過高的電壓尖峰或振蕩。圖8給出了相同條件下的開通波形。平面SPT+元胞的輸入電容小,允許IGBT電壓在開通瞬間迅速下降。由于SPT+二極管的低損耗,典型的開通損耗值為1.25J。
圖6VCE=1700V、Tj=125℃時,二極管漏電流數(shù)據
圖73600A/1700V標準HiPak IGBT在Tj=150℃時關斷曲線。Eoff=1.75J
圖83600A/1700V標準HiPak IGBT 在Tj=150℃時開通曲線。Eon=1.25J
圖93600A/1700V HiPak 標準二極管在Tj=150℃下恢復波形。Erec=1.21J.
在標稱條件下,二極管的反向恢復波形如圖9所示。二極管關斷時流過的尾電流足夠短且平滑,從而避免了任何經過二極管和IGBT的電壓振蕩。這允許二極管以di/dt=11400A/us變化率轉換,大大減小了IGBT的開通損耗。在標稱條件下,二極管的恢復損耗為1.21J。
3.3最大額定值
圖10 顯示了IGBT芯片的非鉗位感性關斷能力。在本測試中,一個3倍于標稱值的450A的電流,在一個大到1.6μH寄生電感、結溫Tj=150℃條件下,在直流電壓為1300V情況下關斷。在關斷過程中,可以觀測到一個2200V的自鉗位過沖電壓。該芯片經受住了動態(tài)雪崩條件,并以峰值的730kW/cm2功率成功承受自鉗位工作模式。
圖11 顯示了單二極管芯片在結溫為Tj=150℃時的反向恢復安全工作區(qū)。二極管表現(xiàn)出以峰功率峰水平480kW/cm2通過Soak測試的卓越的堅固性。
圖10在Tj=150℃時測得的IGBT芯片非鉗位關斷能力
圖11在Tj=150℃條件下測得的二極管芯片反向恢復SOA
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