英飞凌IGBT芯片技术及选型&影响IGBT模块选型的几大产品参数及选型
英飞凌IGBT芯片技术及选型&影响IGBT模块选型的几大产品参数及选型
IGBT是一种十分重要的电力电子器件。它既有功率MOSFET驱动功率小、开关频率高的优点，又有大功率晶体管导通电压低、通态电流大的优点。它在任何时刻可关断通态电流，避免了普通晶闸管在一个半波内只能导通不能关断的弱点。在电力电子领域是一个十分有发展前途的大功率半导体器件。
IGBT这种新型功率半导体器件又称绝缘栅双极型晶体管，是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品，广泛应用于轨道交通、航空航天、船舶驱动、智能电网、新能源、交流变频、风力发电、电机传动、汽车等强电控制等产业领域。它问世近三十年，已做到12吋硅晶片、6500伏的高水平。
“薄如蝉翼”的IGBT芯片
IGBT芯片发展趋势是：薄片工艺，主要是减少热阻，减小衬底电阻从而减小通态损耗[9];小管芯，主要是提高器件的电流密度，15年来管芯的 面积减少了2/3；大硅片，硅片由5英寸变为12英寸，面积增加了5.76倍，折算后每颗芯粒的成本可以大大的降低。
Infineon英飞凌专注于迎接现代社会的三大科技挑战: 高能效、 移动性和 安全性，为汽车和工业功率器件、芯片和安全应用提供半导体和系统解决方案。英飞凌的产品素以高可靠性、卓越质量和创新性著称。
英飞凌分别针对小、中、大功率应用而设计的三种IGBT4芯片
英飞凌IGBT4芯片技术：
基于沟槽栅+场终止结构，1200V和1700V；
1200V三种类型：小功率T4、中功率E4、大功率P4；
1700V两种类型：中功率E4、大功率P4；
P4实现软关断特性的明显提升，关断时电压尖峰小，无振荡；
T4和E4提高关断速度，开关频率较高时输出能力优于T3和E3；
配用反向恢复特性更"软"的EmCon4续流二极管；
饱和电压正温度系数，10 μs短路承受时间不变。
英飞凌IGBT芯片选型
VCES:集电极-发射极阻断电压
在可使用的结温范围内栅极-发射极短路状态下，允许的断态集电极-发射极最高电压。手册里VCES是规定在25°C结温条件下，随着结温的降低VCES也会有所降低。
Ptot:最大允许功耗
在Tc=25°C条件下，每个IGBT开关的最大允许功率损耗，及通过结到壳的热阻所允许的最大耗散功率。
IC nom:集电极直流电流
在可使用的结温范围内流过集电极-发射极的最大直流电流。根据最大耗散功率的定义，可以由Ptot的公式计算最大允许集电极电流。因而为了给出一个模块的额定电流，必须指定对应的结和外壳的温度。请注意，没有规定温度条件下的额定电流是没有意义的。
ICRM:可重复的集电极峰值电流
最大允许的集电极峰值电流(Tj≤150°C)，IGBT在短时间内可以超过额定电流。手册里定义为规定的脉冲条件下可重复集电极峰值电流，如下图所示。理论上，如果定义了过电流持续时间，该值可由允许耗散功耗及瞬时热阻Zth计算获得。然而这个理论值并没有考虑到绑定线、母排、电气连接器的限制。因此，数据手册的值相比较理论计算值很低，但是，它是综合考虑功率模块的实际限制规定的安全工作区。
RBSOA:反偏安全工作区
该参数描述了功率模块的IGBT在关断时的安全工作条件。如果工作期间允许的最大结温不被超过，IGBT芯片在规定的阻断电压下可驱使两倍的额定电流。由于模块内部杂散电感，模块安全工作区被限定，如下图所示。随着交换电流的增加，允许的集电极-发射极电压需要降额。此外，电压的降额很大程度上依赖于系统的相关参数，诸如DC-Link的杂散电感以及开关转换过程换流速度。对于该安全工作区，假定采用理想的DC-Link电容器，换流速度为规定的栅极电阻及栅极驱动电压条件下获得。
Isc:短路电流
短路电流为典型值，在应用中，短路时间不能超过10uS。IGBT的短路特性是在最大允许运行结温下测得。
VCEsat:集电极-发射极饱和电压
规定条件下，流过指定的集电极电流时集电极与发射极电压的饱和值(IGBT在导通状态下的电压降)。手册的VCEsat值是在额定电流条件下获得，给出了Tj在25oC及125oC的值。英飞凌的IGBT都具有正温度效应，适宜于并联。手册的VCEsat值完全为芯片级，不包含导线电阻。
其他影响IGBT模块选型的因素
要确定主电路拓扑结构，这个和IGBT选型密切相关，引线方式、结构也会给IGBT选型提出要求，再就是考虑性价比和供货。
热阻是指一定的模块耗散功率下，带来的模块内部芯片结温相对模块壳温的上升情况，反映模块的散热能力，也是一个重要的参数。拓扑结构就是模块里面的各个芯片之间的电路连接关系，是封装形式的一部分，封装形式还包括封装外形，是34mm还是62mm还是别的外形。
当没有产品手册从产品型号判定其基本参数的方法
英飞凌IGBT模块型号代表如下图
英飞凌IGBT模块选型参考
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