三菱電機(jī)推出新一代功率半導(dǎo)體模塊

三菱電機(jī)株式會(huì)社推出新一代功率半導(dǎo)體模塊：第6代NX系列IGBT模塊。第6代NX系列IGBT模塊用于驅(qū)動(dòng)一般工業(yè)變頻器，實(shí)現(xiàn)了在變頻運(yùn)行下世界最低的電力損耗。首先面世的將是由6單元組成的1200/150A模塊。今后將會(huì)陸續(xù)推出不同單元組成、不同電流等級(jí)的新產(chǎn)品，以豐富該系列產(chǎn)品的產(chǎn)品線。

近年來(lái)，為了提高能源利用的效率，在機(jī)器的驅(qū)動(dòng)和控制里常用到電源頻率可隨著負(fù)載狀態(tài)而改變的變頻器。驅(qū)動(dòng)變頻器要用到IGBT和二極管等的功率半導(dǎo)體。于是，集這些必要元件于一體的IGBT模塊應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

模塊決定變頻器的功率損耗，三菱電機(jī)致力于降低產(chǎn)品的損耗，研發(fā)出具有載流子蓄積層結(jié)構(gòu)的溝槽型CSTBT(Carrier Stored Trench Gate Bipolar Transistor)，開發(fā)出了高性能IGBT模塊。新一代IGBT模塊通過(guò)改進(jìn)CSTBT的元胞結(jié)構(gòu)，在確保安全工作區(qū)的前提下降低了通態(tài)電阻。同時(shí)，模塊里搭載了新開發(fā)的具有較低的通態(tài)壓降的續(xù)流二極管。通過(guò)這些措施，在變頻運(yùn)行時(shí)新產(chǎn)品的功耗比傳統(tǒng)產(chǎn)品降低約20％。例如：1200V/150A的IGBT模塊應(yīng)用于30kW的變頻器，功耗可從200W減少到160W。

NX系列產(chǎn)品在統(tǒng)一了模塊的尺寸之外，還可提供針腳式或螺釘式管腳(電極)，以方便客戶的選擇和使用。此外，該系列產(chǎn)品與三菱電機(jī)第五代產(chǎn)品具有互換性，可簡(jiǎn)化變頻器的設(shè)計(jì)。

在新開發(fā)的第6代IGBT芯片上,采用了“摻雜物濃度最優(yōu)化”結(jié)構(gòu)以改善短路耐量，以及可以大大減小通態(tài)壓降的“晶片精細(xì)化加工”兩項(xiàng)新技術(shù)。IGBT硅片中插入電晶體元胞的個(gè)數(shù)決定流過(guò)電流的難易程度，因此如何在IGBT硅片狹窄的溝槽間增加更多的電晶體元胞變得相當(dāng)重要。新開發(fā)的IGBT硅片的溝槽間距由以前的4μm變窄到2.4μm，從而使大致可推測(cè)通電損失的通態(tài)阻抗減小約20％。該技術(shù)可以很好地降低通態(tài)阻抗，不過(guò)也會(huì)導(dǎo)致使安全工作區(qū)減小的問(wèn)題。“摻雜物濃度最優(yōu)化”技術(shù)正是為抑制這一問(wèn)題而開發(fā)。