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IGBT单管和IGBT功率模块PIM、IPM的区别是什么?

文章出处:人气:1072发表时间:2020-11-16 9:58:52
IGBT功率模块采用封装技术集成驱动、保护电路和高能芯片一起的模块,已经从复合功率模块PIM发展到了智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM等。  
 

  IGBT单管和IGBT功率模块的定义不同:

 IGBT单管:分立IGBT,封装较模块小,电流通常在50A以下,常见有TO247、TO3P等封装。
 IGBT模块:块化封装就是将多个IGBT集成封装在一起,即模块化封装的IGBT芯片。常见的有1in1,2in1,6in1等。
 PIM模块:集成整流桥+制动单元(PFC)+三相逆变(IGBT桥);
 IPM模块:即智能功率模块,集成门级驱动及保护功能(热保护,过流保护等)的IGBT模块。
 

 IGBT单管和IGBT功率模块的结构不同

   IGBT单管为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。P+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区( Subchannel region )。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区( Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。   IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP 晶体管提供基极电流,使IGBT 导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。
 
IGBT单管产品图
IGBT单管产品图
IGBT单管结构图
IGBT单管结构图

 
   IGBT功率模块采用IC驱动,各种驱动保护电路,高性能IGBT芯片,新型封装技术,从复合功率模块PIM发展到智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM。PIM向高压大电流发展,其产品水平为1200—1800A/1800—3300V,IPM除用于变频调速外,600A/2000V的IPM已用于电力机车VVVF逆变器。平面低电感封装技术是大电流IGBT模块为有源器件的PEBB,用于舰艇上的导弹发射装置。IPEM采用共烧瓷片多芯片模块技术组装PEBB,大大降低电路接线电感,提高系统效率,现已开发成功第二代IPEM,其中所有的无源元件以埋层方式掩埋在衬底中。智能化、模块化成为IGBT发展热点。
IGBT模块产品图
IGBT模块产品图

IGBT模块封装结构图
GBT模块封装结构图


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