高壓IGBT的建模與仿真.pdf

1、功率器件的應(yīng)用推動(dòng)了電力電子行業(yè)的迅速發(fā)展。一個(gè)理想的功率器件，希望其在關(guān)斷時(shí)具有非常高的耐壓能力，在通態(tài)時(shí)具有較低的正向壓降；不僅能夠承受非常大的電流密度，還具有較高的開關(guān)速度。然而，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，需要在上述需求之間進(jìn)行折中，來達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）從1982年開始商業(yè)化，之后得到迅猛的發(fā)展。目前，國外公司已經(jīng)成功推出性能優(yōu)異的第六代產(chǎn)品。然而，國內(nèi)卻不能生產(chǎn)IGBT。沒有國內(nèi)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，

2、使得其價(jià)格非常昂貴。因此，需要加緊研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IGBT器件。
　　本論文簡(jiǎn)要介紹了IGBT的理論知識(shí)，包括器件的工作原理，閂鎖效應(yīng)，工作模式，擊穿電壓和開啟關(guān)斷過程等。論文使用器件仿真工具M(jìn)edici對(duì)設(shè)計(jì)的器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真。
　　IGBT的縱向結(jié)構(gòu)分為 NPT（非穿通）和PT（穿通）兩類，其它的結(jié)構(gòu)都可以劃到這兩個(gè)之中的一個(gè)。本論文分別對(duì)兩種器件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，通過仿真熟悉了參數(shù)對(duì)器件性能的影響，并對(duì)器件

3、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。最終得到的結(jié)果分別為：NPT結(jié)構(gòu)在300K時(shí)，閾值電壓為3.6V，正、反向擊穿電壓分別為1183.2V和1217.6V，正向壓降為1.24V，開啟時(shí)間大約是0.1μs，關(guān)斷時(shí)間略小于1.1μs；PT結(jié)構(gòu)在300K時(shí)，閾值電壓大約為2.9V，正向擊穿電壓為1204.7V，正向?qū)▔航禐?.1V，開啟時(shí)間小于0.1μs，關(guān)斷時(shí)間為1.2μs。
　　論文的最后對(duì)兩種結(jié)構(gòu)在P+陽極區(qū)厚度和濃度、N-漂移區(qū)的載流子壽命、擊穿