注入增强型绝缘栅晶体管(IEGT)是用来开关大电流的电压驱动型器件。由于通态电压在大电流时急剧增加,制造高集电极-发射极电压(Vces)的IGBT器件比较困难:IEGT采用了独特的发射极结构来克服这一限制。IEGT卓越的关断特性和安全工作区有助于降低功耗、缩小尺寸以及提升设备效率,因此IEGT是工业驱动和输配电换流阀的理想开关器件。东芝的IEGT器件提供压接(PPI)和模块(PMI)两种封装,您可以根据功率容量和负载特性选择最匹配的产品。 |
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IEGT拥有良好的性能之外,东芝也是唯一实现IEGT两种封装类型的制造商,即压接型和模块型。
考虑到两种封装各自的优点,东芝会根据客户的需求选择最适合的封装。
采用新材料碳化硅制成的二极管混合模块将强化其应用优势。
图A显示了传统IGBT的截面结构和N基极区的载流子分布。从集电极到发射极,N基极区的载流子浓度单调递减。为了增加IGBT的集电极-发射极电压,集电极和发射极之间必须有一个深N基极区。但是,深N基极区将导致该区域的载流子浓度较低,随之导致的电阻增加将加大压降,进而将增加导通电压。
图B显示了IEGT的截面结构和载流子分布。IEGT具有与IGBT相似的结构,但是其栅极相比IGBT的栅极更深更宽。该结构增加了栅极至发射极的电阻,从而阻止了载流子通过发射极侧。因此,N基极区中发射极附近的载流子浓度增加。因为这一现象与载流子注入和积聚具有相同的效果,所以也被称为注入增强(IE)效果。即便是在高集电极-发射极电压的条件下,该槽栅结构也有助于减小压降。
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PPI的所有电气连接都通过压力实现。因为没有引线键合,PPI对热疲劳的抵抗力较强。使用多个PPI串联,即使少数几个PPI因电气故障或损坏而失效,仍可保证系统连续工作。其原因在于故障PPI的集电极和发射极发生了短路。PPI可以同时从集电极和发射极两侧进行冷却。通过采用一个密封的陶瓷和金属外壳,压接型封装具有高度的防潮性,所以可以浸入冷却液进行高效冷却。
Part Number | Package | Absolute Maximum Ratings | VCE(sat)(V) | VF(V) | ||||
VCES (V) |
IC |
Tj (˚C) |
Max |
Test Condition @IC (A) / VGE(V) |
Max |
Test Condition @IC (A) / VGE (V) |
||
ST1200FXF24 | PPI85B | 3300 | 1200 | 125 | 4.2 | 1200 / 15 | 3.8 | 1200 / 0 |
ST750GXH24 | PPI85B | 4500 | 750 | 125 | 4.0 | 750 / 15 | 4.2 | 750 / 0 |
ST1200GXH24A | PPI85B | 4500 | 1200 | 125 | 3.8 | 1200 / 15 | – | – |
ST1500GXH24 | PPI125A2 | 4500 | 1500 | 125 | 4.0 | 1500 / 15 | 4.2 | 1500 / 0 |
ST2100GXH24A | PPI125A2 | 4500 | 2100 | 125 | 4.0 | 2100 / 15 | – | – |
HVDC输电应用于远程高效传输可再生能源,例如,从海上风力发电厂到用电现场。发电生成的交流电压被转变成直流电压并通过长距离电缆传输到岸上。在接收端,直流电压又被转变成交流电压以供应给电力消费者使用。PPI用于高压整流器。
SVC是用于改进传输网电力质量(例如:功率因数校正)的电气设备。PPI作为高压、大电流功率器件应用于有源SVC应用领域,比如静止无功发生器(SVG)和静止同步补偿器(STATCOM)。
PPI凭借其方便串联连接和双面冷却的特性,非常适用于大容量逆变器。
PMI可以旋紧至散热片,从而简化设备组装。PMI采用一个具有低热膨胀系数的Al-SiC底板,具有优化的内部结构和部件。所以,它们不易于产生热疲劳,能改进功率循环能力进而延长使用寿命。PMI封装采用高CTI*材料,所以它对于电痕破坏较不敏感,这样就能改进封装表面的隔离电压。
*CTI(相对漏电起痕指数)
器件型号 | 封装 | 额定最大值 | VCE(sat)(V) | VF(V) |
|
||||
VCES (V) |
IC |
Tj (˚C) |
最大值 |
测量条件 VGE(V) |
最大值 |
测量条件 VGE(V) |
|||
MG1200V2YS61** | PMI142C |
1700 |
1200 | 150 | TBD | 1200/15 | TBD | 1200/0 | 2合1 |
MG400FXF2YS53 | PMI143C |
3300 |
400 | 125 | 4.5 | 400/15 |
3.5 |
400/0 | 2合1 |
MG500FXF2YS61 | PMI142C | 3300 | 500 | 150 |
4.6 |
500/15 |
4.1 |
500/0 |
2合1 |
MG800FXF1US53 | PMI143B | 3300 | 800 | 125 | 4.5 | 800/15 |
3.5 |
800/0 | 1合1 |
MG1200FXF1US53 | PMI193 | 3300 | 1200 | 125 | 4.5 | 1200/15 |
3.5 |
1200/0 |
1合1 |
MG1500FXF1US62 | PMI193D | 3300 | 1500 | 150 | 3.8 | 1500/15 | 3.8 | 1500/0 | 1合1 |
MG1500FXF1US63 | PMI193D | 3300 | 1500 | 150 | 3.8 | 1500 / 15 | 3.8 | 1500 / 0 | 1 in 1 |
MG900GXH1US53 | PMI193 | 4500 | 900 | 125 |
4.7 |
900/15 | 3.8 | 900/0 | 1合1 |
MG1200GXH1US61 | PMI193D | 4500 | 1200 | 150 | 4.0 | 1200/15 | 3.6 | 1200/0 | 1合1 |
**:研发中
PMI适用于在轨道交通系统(包括日本新干线、捷运和城市轨道交通)中驱动牵引电机的逆变器和整流器应用。PMI有助于提高效率和节省能源。
PMI也用于通过架空直流线供电以实现轨道牵引驱动的逆变器应用。
IEGT通常用于风力发电厂中的变流器,用于将风力转变为电能。
对于轨道牵引电机控制系统的要求不仅包括低噪声和舒适的乘坐体验,还包括体积小、重量轻和能效高。为满足这些要求,东芝开发了一款采用了碳化硅肖特基二极管(SiC-SBD)的模块型IEGT(PMI)。
SiC:碳化硅
PMI:模块型IEGT
器件型号 | 封装 | 额定最大值 | VCE(sat)(V) | VF(V) | 电路配置 | ||||
VCES (V) |
IC (A) |
Tj (˚C) |
最大值 |
测试条件 @IC(A) /VGE(V) |
最大值 |
测试条件 @IC(A) /VGE(V) |
|||
MG1200V2YS71 |
PMI142C |
1700 |
1200 |
150 |
3.8 |
1200/15 |
3.5 |
1200/0 |
2合1 |
MG1500FXF1US71 |
PMI193D |
3300 |
1500 |
150 |
3.8 |
1500/15 |
4.6 |
1500/0 |
1合1 |
Pictures | Name/Model | Details |
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