高温下的IGBT可靠性与在线评估 被引量：78

1

作者 唐勇 汪波 +1 位作者 陈明 刘宾礼 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期17-23,共7页

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在反复的热应力冲击下将引发失效,严重时将导致整个装置烧毁。目前对IGBT可靠性的分析主要有实验测试、寿命预测以及可靠性评估三种方法,对于实际装置中IGBT长期工作的可靠性难以实现有效的在线评估。分析了由I... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在反复的热应力冲击下将引发失效,严重时将导致整个装置烧毁。目前对IGBT可靠性的分析主要有实验测试、寿命预测以及可靠性评估三种方法,对于实际装置中IGBT长期工作的可靠性难以实现有效的在线评估。分析了由IGBT可靠性降低引发的失效机理与三种主要的可靠性分析方法,指出了通过监控IGBT结壳间稳态热阻来实现可靠性在线评估存在的困难。通过开展高温下的功率循环测试,采用高速红外热像仪拍摄温度变化与键丝失效过程,同时对IGBT模块电气与传热特性进行监控,发现IGBT在高结温与高温度梯度时主要的失效形式是键丝脱落与熔化,在外部特性上表现为压降值增大,而热阻基本不变。从而提出了一种通过监控压降变化来实现IGBT可靠性在线评估的有效方法,该方法易于操作且准确度高,对于保证IGBT与整个装置的长期安全可靠运行可起到重要作用。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 高温 可靠性 在线评估 功率循环测试

下载PDF 职称材料

绝缘栅双极型晶体管失效机理与寿命预测模型分析 被引量：38

2

作者 陈明 胡安 刘宾礼 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期65-71,共7页

针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的主要失效机理,特别是键合引线失效过程,采用高速红外热成像仪对键合引线失效过程的结温温度场分布实时探测试验,同时对IGBT模块电气与传热特性进行监控,发现IGBT在高结温与高温度梯度时主要的失效形式是... 针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的主要失效机理,特别是键合引线失效过程,采用高速红外热成像仪对键合引线失效过程的结温温度场分布实时探测试验,同时对IGBT模块电气与传热特性进行监控,发现IGBT在高结温与高温度梯度时主要的失效形式是键合引线翘曲与熔化,在外部特性上表现为集射极压降值增大,而热阻基本不变.提出了提高器件可靠性、延长使用寿命的方法.在加速寿命试验原理的基础上,通过开展高温下的功率循环测试,并对试验数据进行拟合,得到了加入电流等级和最高工作结温的改进寿命预测模型.通过试验数据误差分析对比,发现该模型精度较原有模型在不同测试条件下均有提高,适用范围从80 K拓宽到100K. 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 失效机理 寿命预测模型 键合引线

下载PDF 职称材料

IGBT极限功耗与热失效机理分析 被引量：24

3

作者 汪波 罗毅飞 +1 位作者 张烁 刘宾礼 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期135-141,共7页

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的最大功耗是安全工作区的重要组成部分,与外部散热装置、内部热阻以及使用工况等有关,而器件手册给出的最大功耗是理想值,难以反映实际工况,若设计不当会造成IGBT热击穿失效。基于对IGBT功耗以及结-壳稳态热... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的最大功耗是安全工作区的重要组成部分,与外部散热装置、内部热阻以及使用工况等有关,而器件手册给出的最大功耗是理想值,难以反映实际工况,若设计不当会造成IGBT热击穿失效。基于对IGBT功耗以及结-壳稳态热阻的温度特性分析,通过联立IGBT功耗的温度曲线和结-壳传热功耗的温度曲线进行热平衡分析,得到了结温的热稳定点、非稳定点以及临界点,由此得到了在临界点处的IGBT极限功耗,对在非稳定点时IGBT结温和功耗间的正反馈关系分析了IGBT热失效机理,最后进行了实验验证。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 极限功耗 热平衡 热失效

下载PDF 职称材料

基于场路耦合的大功率IGBT多速率电热联合仿真方法 被引量：21

4

作者 贾英杰 肖飞 +2 位作者 罗毅飞 刘宾礼 黄永乐 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期1952-1961,共10页

IGBT模块在以短路为代表的非周期过载极端工况中,其自热效应明显。由于高压、大电流等外载荷的冲击,IGBT的温度会在短时内迅速升高,进而影响IGBT芯片的半导体特性以及封装结构的材料特性,并最终直观表现为模块端口电气特性的变化。此时... IGBT模块在以短路为代表的非周期过载极端工况中,其自热效应明显。由于高压、大电流等外载荷的冲击,IGBT的温度会在短时内迅速升高,进而影响IGBT芯片的半导体特性以及封装结构的材料特性,并最终直观表现为模块端口电气特性的变化。此时,需要同时关注IGBT的电气特性与温度分布特性,而电问题与热问题在时间尺度上的差异为电热耦合仿真带来了不便。基于此,该文提出一种基于场路耦合的电热联合仿真方法。首先阐述IGBT场路耦合联合仿真的基本原理;然后分别在Simulink与COMSOL中构建基于IGBT物理模型的电路模型以及基于有限元的热模型,通过Matlab控制脚本实现了多速率仿真策略下的电热联合仿真;最后以ABB3.3kV/1500A大功率IGBT模块为例,通过开关暂态测试和短路测试对所提出的仿真方法进行了验证。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 自热效应 极端工况 场路耦合 联合仿真

下载PDF 职称材料

基于加速寿命试验的IGBT模块寿命预测和失效分析 被引量：20

5

作者 刘宾礼 刘德志 +1 位作者 唐勇 陈明 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期556-563,共8页

针对IGBT可靠性分析与寿命预测问题,提出了一种利用加速寿命试验对IGBT模块使用寿命进行预测的新方法.论述了加速寿命试验的原理与方法,提出采用对数正态分布描述IGBT模块的寿命分布,以阿伦尼斯模型为基础,利用极大似然估计法对试验数... 针对IGBT可靠性分析与寿命预测问题,提出了一种利用加速寿命试验对IGBT模块使用寿命进行预测的新方法.论述了加速寿命试验的原理与方法,提出采用对数正态分布描述IGBT模块的寿命分布,以阿伦尼斯模型为基础,利用极大似然估计法对试验数据进行统计与分析,建立了IGBT模块的寿命预测模型,实现了对正常应力下模块寿命的科学估计,并对IGBT模块的失效机理进行了详细分析.结果表明,IGBT模块寿命服从对数正态分布,纠正了以往认为其服从Weibull分布的错误思想.随结温差和平均结温的增大,IGBT模块寿命逐渐减小,并且当模块到达寿命终点时,其最终失效形式为热失效. 展开更多

关键词 加速寿命试验 统计分析 寿命分布 预测模型 失效机理

下载PDF 职称材料

IGBT开关机理对逆变器死区时间的影响 被引量：20

6

作者 罗毅飞 刘宾礼 +1 位作者 汪波 唐勇 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期62-68,75,共8页

为了研究逆变器中功率器件对死区时间设置的影响,依据半导体物理理论与死区时间的计算依据,研究了电压、电流、温度对绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)开关时间的影响机理,给出了这3个因素对IGBT开关时间的... 为了研究逆变器中功率器件对死区时间设置的影响,依据半导体物理理论与死区时间的计算依据,研究了电压、电流、温度对绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)开关时间的影响机理,给出了这3个因素对IGBT开关时间的影响规律,并得到了这3个因素对死区时间的影响机理。通过对两电平半桥逆变单元测试表明:死区时间随电压的增大近似呈线性关系增大,随电流的增大近似呈指数和双曲线复合关系而减小,随温度的增大近似呈线性关系增大,且按照计算依据得到的死区时间与实测桥路直通的发生相符,验证了理论分析的正确性。得出的结论可为实际应用中逆变器等电能变化装置死区时间的设置以及死区补偿算法的优化提供重要的参考依据。 展开更多

关键词 逆变器 绝缘栅双极型晶体管 死区时间 开通延时 关断时间 桥路直通

下载PDF 职称材料

焊料层空洞对IGBT器件热稳定性的影响 被引量：18

7

作者 肖飞 罗毅飞 +1 位作者 刘宾礼 夏燕飞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1499-1506,共8页

为了查明封装疲劳对绝缘栅双极型晶体管（IGBT）热特性的影响,从封装结构的角度分析了焊料层空洞对IGBT器件热稳定性的影响规律。首先建立了IGBT芯片封装的有限元模型,然后结合传热学分析了焊料层空洞大小、位置以及分布对IGBT芯片最高... 为了查明封装疲劳对绝缘栅双极型晶体管（IGBT）热特性的影响,从封装结构的角度分析了焊料层空洞对IGBT器件热稳定性的影响规律。首先建立了IGBT芯片封装的有限元模型,然后结合传热学分析了焊料层空洞大小、位置以及分布对IGBT芯片最高结温的影响规律并进行了仿真,最后基于加速寿命实验进行了验证。结果表明：空洞率相同时,芯片对角线上的空洞对芯片最高结温的影响最大;位置相同时,芯片顶点位置空洞大小的变化对芯片最高结温的影响最大;2种情况下,单个空洞的影响均大于相同空洞率下的空洞分布影响,而空洞分布中的中心集中分布对芯片最高结温的影响最大;芯片最高结温随空洞率增大而近似呈线性关系增大,芯片结壳热阻与空洞率也近似呈线性关系增大,验证了理论分析的正确性。研究结论可从封装疲劳的角度对IGBT尽限应用提供指导。 展开更多

关键词 焊料层空洞 器件热稳定性 空洞率 3维有限元模型 结温 结壳热阻

下载PDF 职称材料

续流二极管续流瞬态反向恢复电压尖峰机理研究 被引量：17

8

作者 罗毅飞 肖飞 +2 位作者 唐勇 汪波 刘宾礼 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第21期325-333,共9页

电力电子变流装置中的开关续流元件功率二极管由续流到截止转换的反向恢复过程中会在负载上产生电压尖峰,且短时续流下电压尖峰会很大,极易造成器件过压失效.为了有效指导电力电子装置的可靠性设计,基于半导体物理和功率二极管基本结构... 电力电子变流装置中的开关续流元件功率二极管由续流到截止转换的反向恢复过程中会在负载上产生电压尖峰,且短时续流下电压尖峰会很大,极易造成器件过压失效.为了有效指导电力电子装置的可靠性设计,基于半导体物理和功率二极管基本结构,深入论述了PIN结构续流二极管开关瞬态工作机理,利用存储电荷的分析方法推导出二极管续流瞬态下的反向恢复电压尖峰机理及其随续流时间的变化规律:电压尖峰在短时续流下较大,随续流瞬态时间的增大而减小.以绝缘栅双极型晶体管和续流二极管组成的两电平半桥逆变单元为例进行实验,结果表明:二极管续流瞬态发生反向恢复的电压尖峰随续流瞬态时间的增大近似呈指数规律减小,待续流电流稳定后,电压尖峰趋于常数,并最终随着续流过程的结束而进一步减小直至恒定,验证了理论分析的正确性.对完善续流二极管反向恢复机理以及提高电能变换装置的可靠性具有一定的理论意义和应用价值. 展开更多

关键词 续流二极管 正向导通 反向恢复 电导率调制

原文传递

基于电压电流的IGBT关断机理与关断时间研究 被引量：16

9

作者 刘宾礼 刘德志 +2 位作者 罗毅飞 唐勇 汪波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期384-392,共9页

基于半导体物理和IGBT基本结构,深入论述了IGBT关断机理,推导出IGBT关断时间随电压和电流的变化规律:关断时间随电压的增大而增大,随电流的增大而减小.查明了变化规律的物理机理,仿真和实验结果验证了理论推导与所得变化规律的正确性.... 基于半导体物理和IGBT基本结构,深入论述了IGBT关断机理,推导出IGBT关断时间随电压和电流的变化规律:关断时间随电压的增大而增大,随电流的增大而减小.查明了变化规律的物理机理,仿真和实验结果验证了理论推导与所得变化规律的正确性.提出采用指数与双曲线复合规律描述IGBT关断时间的变化.对深化IGBT关断机理和解决电力电子装置死区时间设置等工程问题具有一定的理论意义和应用价值. 展开更多

关键词 关断机理 耗尽层 载流子 关断时间

原文传递

针对高压IGBT的改进瞬态模型 被引量：15

10

作者 普靖 罗毅飞 +1 位作者 肖飞 刘宾礼 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期448-455,共8页

为准确表征绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的物理特性,在典型IGBT开关瞬态模型的基础上提出一种改进的高压IGBT瞬态模型。首先基于半导体物理理论,对典型IGBT开关瞬态的建模过程进行了简要分析和推导,并在此基础上针对高压IGBT的宽基区结... 为准确表征绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的物理特性,在典型IGBT开关瞬态模型的基础上提出一种改进的高压IGBT瞬态模型。首先基于半导体物理理论,对典型IGBT开关瞬态的建模过程进行了简要分析和推导,并在此基础上针对高压IGBT的宽基区结构特点,考虑基区载流子复合过程对IGBT开关瞬态的影响,建立了一种改进的高压IGBT瞬态模型。最后将建立的模型在Saber仿真软件中实现,并在25℃和125℃工况下进行了双脉冲仿真,以一种3 300 V/1 200 A IGBT模块为例搭建测试电路,对改进的瞬态模型进行实验验证。实验结果表明：提出的改进模型将25℃下IGBT关断时间的误差由26.5%降低至1.5%,关断损耗的误差由60.93%降低至8.92%;该模型将125℃下IGBT关断时间的误差由14.5%降低到4%,关断损耗的误差由61.68%降低到11.35%。研究结果为IGBT的应用设计提供了更为准确的仿真模型。 展开更多

关键词 典型IGBT瞬态模型 高压IGBT瞬态模型 过剩载流子浓度 空穴电流 基区 Buffer层

下载PDF 职称材料

基于电压对电流变化率的IGBT结温变化机理及监测方法 被引量：15

11

作者 罗毅飞 汪波 +1 位作者 刘宾礼 夏燕飞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期38-43,共6页

为了有效监测IGBT的工作结温,通过机理分析提出了一种基于电压对电流变化率的结温在线监测方法。首先基于半导体物理论述了IGBT饱和压降UCE与电流ICE的关系,得到了UCE、ICE与结温的对应关系,然后分析了结温对d UCE/d ICE的影响机理,进... 为了有效监测IGBT的工作结温,通过机理分析提出了一种基于电压对电流变化率的结温在线监测方法。首先基于半导体物理论述了IGBT饱和压降UCE与电流ICE的关系,得到了UCE、ICE与结温的对应关系,然后分析了结温对d UCE/d ICE的影响机理,进一步得到d UCE/d ICE随结温的变化规律,且所得规律不受电压、电流绝对值以及负载的影响。实验结果表明:在IGBT饱和工作区内随着结温的升高,d UCE/d ICE呈正比例增大,d UCE/d ICE与结温之间表现出良好的线性唯一对应关系,UCE在电流不变的条件下与结温也呈线性关系,并进一步得到了完整的UCE、ICE与结温的3维关系曲线,验证了机理分析。因此可通过监测d UCE/d ICE的值来有效表征IGBT的实时结温,该方法不受负载影响,更易实现。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 电压对电流变化率 结温监测 饱和压降 基区压降 PN结压降 饱和工作区

下载PDF 职称材料

基于传热动力学作用特征的IGBT结温预测数学模型 被引量：15

12

作者 刘宾礼 罗毅飞 +2 位作者 肖飞 熊又星 贾英杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期79-87,共9页

提出一种基于传热动力学作用特征建立绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结温预测模型的建模方法。针对目前IGBT结温预测模型无法灵活应用于多时间尺度仿真与快速计算模式的问题,通过将简单(阶跃)信号下得到的动力学作用分量应用于复杂(PWM)信号... 提出一种基于传热动力学作用特征建立绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结温预测模型的建模方法。针对目前IGBT结温预测模型无法灵活应用于多时间尺度仿真与快速计算模式的问题,通过将简单(阶跃)信号下得到的动力学作用分量应用于复杂(PWM)信号下,建立IGBT结温预测数学模型。基于经典Cauer传热RC网络结构,建立针对阶跃功率输入信号的IGBT结温预测数学模型。提出采用自然解耦的方法,对IGBT传热动力学特性进行研究,建立传热动力学作用分量的准确表征。在此基础上,采用自然解耦与精确补偿的方法,建立针对PWM脉冲功率输入信号的IGBT瞬态结温预测数学模型。仿真与实验结果验证了模型的正确性与准确性。所建IGBT结温预测数学模型对于查明IGBT器件的传热动力学作用机理,实现结温的快速有效仿真与计算,建立IGBT传热多时间尺度数学模型具有重要的理论意义和应用价值。 展开更多

关键词 传热数学模型 结温运行规律 传热动力学 瞬态结温模型

下载PDF 职称材料

适用于器件级到系统级热仿真的IGBT传热模型 被引量：14

13

作者 刘宾礼 罗毅飞 +1 位作者 肖飞 汪波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第13期1-13,共13页

提出一种基于器件到系统的等级与传热网络结构本身的多时间尺度特征建立绝缘栅双极型晶闸管(IGBT)传热模型的建模方法。基于热传导理论和经典Cauer传热RC网络结构,建立IGBT传热网络结构模型,查明单层与多层热网络结构的结温运行规律以... 提出一种基于器件到系统的等级与传热网络结构本身的多时间尺度特征建立绝缘栅双极型晶闸管(IGBT)传热模型的建模方法。基于热传导理论和经典Cauer传热RC网络结构,建立IGBT传热网络结构模型,查明单层与多层热网络结构的结温运行规律以及简化标准与方法。在此基础上,以器件到系统对IGBT传热模型的不同需求为主线,以器件封装结构各层时间常数的不同时间尺度为切入点,建立适用于器件级到系统级热仿真的IGBT传热模型。仿真与实验结果验证了模型的正确性与高效性。所建立的IGBT传热模型对于查明IGBT器件的传热网络结构特征与结温运行规律,实现电力电子器件到系统的独立与联合仿真具有一定的理论意义和应用价值。 展开更多

关键词 传热网络模型 结温运行规律 器件到系统 模型精度 模型效率

下载PDF 职称材料

一种符合欧姆定律的IGBT等效电阻模型 被引量：11

14

作者 贾英杰 罗毅飞 +2 位作者 肖飞 刘宾礼 黄永乐 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期310-317,共8页

有限元仿真普遍通过求解电流守恒方程来实现对电流场的计算,计算方法上符合欧姆定律,即电流与电压呈正比关系。IGBT的电气特性本质上区别于纯导体,芯片的电导率也不等同于芯片材料的电导率,因此无法直接应用于有限元仿真。针对这一问题... 有限元仿真普遍通过求解电流守恒方程来实现对电流场的计算,计算方法上符合欧姆定律,即电流与电压呈正比关系。IGBT的电气特性本质上区别于纯导体,芯片的电导率也不等同于芯片材料的电导率,因此无法直接应用于有限元仿真。针对这一问题,该文首先通过最小二乘法对IGBT的V-I特性曲线进行了分段线性化处理,并通过函数转换构建了一种在计算方法上符合欧姆定律的IGBT等效电阻模型。然后进一步将IGBT芯片的等效电阻转换为等效电导率,构建了基于有限元的IGBT电热耦合模型。最后通过短时变电流的单脉冲测试对所建立的模型进行了验证。实验结果表明:所提出的建模方法可以在满足欧姆定律基本算法的基础上,对电流连续变化工况下的IGBT电热特性进行准确表征。 展开更多

关键词 有限元法 V-I特性 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 等效电阻 电热耦合

下载PDF 职称材料

基于集电极漏电流的IGBT健康状态监测方法研究 被引量：9

15

作者 刘宾礼 肖飞 +2 位作者 罗毅飞 汪波 熊又星 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期183-193,共11页

提出一种采用IGBT集电极漏电流对其芯片性能退化进程进行监控的健康状态监测方法。基于IGBT基本结构、半导体物理和器件可靠性物理学,对IGBT电气特征量——集电极漏电流的产生机理、运行规律与性能退化机理进行详细分析,查明了其随性能... 提出一种采用IGBT集电极漏电流对其芯片性能退化进程进行监控的健康状态监测方法。基于IGBT基本结构、半导体物理和器件可靠性物理学,对IGBT电气特征量——集电极漏电流的产生机理、运行规律与性能退化机理进行详细分析,查明了其随性能退化应力水平和施加时间的变化规律。在此基础上,通过将理论分析与解析描述相结合,建立针对IGBT芯片性能退化的集电极漏电流健康状态监测方法。仿真和实验结果验证了该方法的正确性与准确性。该方法对于实现IGBT芯片性能退化进程监控具有一定的理论意义和应用价值。 展开更多

关键词 IGBT芯片性能退化 阈值电压 集电极漏电流 健康状态监测方法

下载PDF 职称材料

不同负载条件下绝缘栅双极型晶体管死区时间设置分析 被引量：9

16

作者 汪波 罗毅飞 +1 位作者 刘宾礼 唐勇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3584-3589,共6页

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的死区时间设置通常是采用Infenion技术文档中的计算式来计算。但该计算式并没有考虑不同负载时的情形,可能会导致设置不合理。为此,首先分析了IGBT死区时间设置对穿通发生区域的影响,然后在不同负载条件下采... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的死区时间设置通常是采用Infenion技术文档中的计算式来计算。但该计算式并没有考虑不同负载时的情形,可能会导致设置不合理。为此,首先分析了IGBT死区时间设置对穿通发生区域的影响,然后在不同负载条件下采用实验的方法测试得到了IGBT死区时间设置,并与计算式得到的理论值进行了比较。结果表明:阻性负载时必须考虑关断时的下降时间;而感性负载时只需取关断延时;空载时的测试结果不能作为设计参考。由此,对不同负载条件下IGBT死区时间设置的计算式进行了修正,并分析了计算式产生差别的原因。 展开更多

关键词 IGBT 死区时间设置 穿通 阻性负载 感性负载 空载

下载PDF 职称材料

基于IGBT栅极疲劳机理的阈值电压可靠性模型研究 被引量：7

17

作者 刘宾礼 刘德志 +1 位作者 唐勇 李晖 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2015年第4期36-38,60,共4页

基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)栅极疲劳机理,提出采用阈值电压对IGBT健康状态进行监控的可靠性评估方法。该方法通过研究阈值电压随疲劳程度的变化规律。建立了IGBT阈值电压可靠性评估模型。仿真和实验验证了该模型的正确性与准确性。... 基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)栅极疲劳机理,提出采用阈值电压对IGBT健康状态进行监控的可靠性评估方法。该方法通过研究阈值电压随疲劳程度的变化规律。建立了IGBT阈值电压可靠性评估模型。仿真和实验验证了该模型的正确性与准确性。通过该模型可以对IGBT的健康状况进行准确评估。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 疲劳机理 可靠性

下载PDF 职称材料

基于电压变化率的IGBT结温预测模型研究 被引量：7

18

作者 刘宾礼 唐勇 +3 位作者 罗毅飞 刘德志 王瑞田 汪波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第17期243-252,共10页

基于半导体物理和IGBT基本结构,通过合理简化与理论推导,建立了电压变化率模型,对电压变化率的影响因素与温度特性进行了深入研究,得出电压变化率随电压或电流的增大,线性增大;随结温增大,线性减小.基于电压变化率模型,建立了IGBT电压... 基于半导体物理和IGBT基本结构,通过合理简化与理论推导,建立了电压变化率模型,对电压变化率的影响因素与温度特性进行了深入研究,得出电压变化率随电压或电流的增大,线性增大;随结温增大,线性减小.基于电压变化率模型,建立了IGBT电压变化率结温预测模型.仿真和实验结果验证了模型的正确性与准确性.对实现IGBT结温在线监测、提高IGBT模块及电力电子装置可靠性具有一定的理论意义和应用价值. 展开更多

关键词 载流子浓度 迁移率 电压变化率 结温预测模型

原文传递

沟槽栅场终止型IGBT瞬态数学模型 被引量：7

19

作者 汪波 罗毅飞 +1 位作者 刘宾礼 普靖 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期50-57,共8页

沟槽栅场终止型代表了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的最新结构。由于沟槽栅结构与平面栅结构在基区载流子输运、栅极结电容计算等方面存在较大的不同,沿用平面栅结构的建模方法不可避免会存在较大的偏差。基于对沟槽栅场终止型IGBT结构特... 沟槽栅场终止型代表了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的最新结构。由于沟槽栅结构与平面栅结构在基区载流子输运、栅极结电容计算等方面存在较大的不同,沿用平面栅结构的建模方法不可避免会存在较大的偏差。基于对沟槽栅场终止型IGBT结构特点及模型坐标系的分析,考虑载流子二维效应将基区分成PNP和PIN两部分,根据PIN部分的沟槽栅能否被PNP部分的耗尽层覆盖分析了栅极结电容计算方法,提出一种沟槽栅场终止型IGBT瞬态数学模型,并进行仿真与实验验证。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 沟槽栅 瞬态数学模型 栅极结电容

下载PDF 职称材料

IGBT芯片测温方法与温度分布研究 被引量：6

20

作者 刘宾礼 陈明 +1 位作者 唐勇 王阔厅 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2013年第1期144-148,共5页

推导出红外探测温度与真实温度之间的关系.通过确定合适的发射率修正方法,得到了IG-BT芯片的真实温度分布,得出芯片中心温度高于边缘温度,纠正了以往对该问题的错误认识,通过发射率修正和实验数据验证了该结论的正确性.

关键词 IGBT芯片 红外热成像 温度分布 发射率修正

下载PDF 职称材料