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功率器件

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    IGBT 基础教程:第 2 部分IGBT概述

    N 沟道 IGBT 基本上是构建在 p 型衬底上的 N 沟道功率 MOSFET,的通用 IGBT 横截面所示。(PT IGBT 有一个额外的 n+ 层,将在后面说明。)因此,IGBT 的操作与功率 MOSFET 非常相似。从发射极施加到栅极端子的正电压导致电子被拉向体区中的栅极端子。

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    IGBT 基础教程:第 3 部分PT与NPT芯片介绍

    所谓PT(PunchThrough,穿通型),是指电场穿透了N-漂移区,电子与空穴的主要汇合点在N一区。NPT在实验室实现的时间(1982年)要早于PT(1985),但技术上的原因使得PT规模商用化的时间比NPT早,所以第1代IGBT产品以PT型为主。PT-IGBT很好地解决了IGBT的闩锁问题,但是需要增加外延层厚度,技术复杂,成本也高。IGBT芯片中的外延层与电压规格是直接相关的,电压规格越高、外延层越厚,IZOOV、2000V的PT-IGBT外延层厚度分别达到了100μm和200μm。

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    IGBT 基础教程:第 4 部分数据表中有关 IGBT的特性一

    从APT 提供的数据表旨在包含对电源电路设计人员有用且方便的相关信息,用于选择合适的器件以及预测其在应用中的性能。提供图表以使设计人员能够从一组操作条件外推到另一组操作条件。应该注意的是,测试结果非常依赖于电路,尤其是寄生发射极电感,以及寄生集电极电感和栅极驱动电路设计和布局。不同的测试电路产生不同的结果。

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    IGBT 基础教程:第 5 部分数据表中有关 IGBT的特性二

    从APT 提供的数据表旨在包含对电源电路设计人员有用且方便的相关信息,用于选择合适的器件以及预测其在应用中的性能。提供图表以使设计人员能够从一组操作条件外推到另一组操作条件。应该注意的是,测试结果非常依赖于电路,尤其是寄生发射极电感,以及寄生集电极电感和栅极驱动电路设计和布局。不同的测试电路产生不同的结果。

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    IGBT 基础教程:第 6 部分IGBT静态特性

    IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压 的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性相似.也 可分为饱和区 1 、放大区2和击穿特性3部分。在截止 下的IGBT ,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。 无N+缓冲区,则正反向阻断电压 做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平, 限制了IGBT的某些应用范围。

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    IGBT 基础教程:第 7 部分IGBT动态特性

    一个等效的 IBGT 模型,其中包括端子之间的电容。输入、输出和反向传输电容是这些电容的组合。数据表中规定了测量电容的测试条件。

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    IGBT 基础教程:第 8 部分IGBT热和机械特性

    这是从芯片结到器件外壳外部的热阻。热量是设备本身功率损失的结果,热阻与基于这种功率损失的芯片的热度有关。之所以称为热阻,是因为使用电气模型根据稳态功率损耗预测温升。

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    数码相机设计,CMOS 图像传感器的基本噪声考虑

    文章展示了基本的 5T 电荷转移像素如何通过使用一种方法将像素中的电荷集成与电荷感应功能分开来解决复位参考电平问题。最后,我们看到电荷转移像素可以在卷帘快门和全局快照快门模式下运行,从而解决了当场景中存在运动时卷帘快门运行模式所遭受的焦平面失真问题。我们还注意到,电荷转移像素中使用的动态电荷存储可能会导致图像质量下降,这是由于暗信号引起的噪声增加而导致的。

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    使用共模需要避免常见错误

    差分信号(DifferenTIal Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计,什么另它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能保证其良好的性能呢?带着这两个问题,我们进行下一部分的讨论。何为差分信号?通俗地说,就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。

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    使用 SiC MOSFET 提高工业驱动能效

    工业电源应用基于强大的电动机,可以在风扇、泵、伺服驱动器、压缩机、缝纫机和冰箱中找到。三相电动机是最常见的电动机类型,它由适当的基于逆变器的驱动器驱动。它可以吸收一个行业高达 60% 的全部电力需求,因此对于驱动器提供高效率水平至关重要。

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    适用于 CSP GaN FET 的简单且高性能的热管理解决方案

    由于具有更好的品质因数,氮化镓等宽禁带半导体提供比硅更高的功率密度,占用的芯片面积更小,因此需要更小尺寸的封装。假设器件占用的面积是决定热性能的主要因素,那么可以合理地假设较小的功率器件会导致较高的热阻。3,4本文将展示芯片级封装 (CSP) GaN FET 如何提供至少与硅 MOSFET 相同(如果不优于)的热性能。由于其卓越的电气性能,GaN FET 的尺寸可以减小,从而在尊重温度限制的同时提高功率密度。这种行为将通过 PCB 布局的详细 3D 有限元模拟来展示,同时还提供实验验证以支持分析。

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    2022-07-07
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    适用于高达 220 W 的 USB PD 3.1 适配器的新型高压 GaN 解决方案

    USB PD是一种基于USB-C标准的快充技术。USB-C PD 可以提供比标准壁式充电器更大的电力,因此它对于快速将电力恢复到设备中特别有用。 Power Integrations 宣布推出 InnoSwitch 4-CZ 系列高频、零电压开关反激式控制器 IC 的扩展产品。当与 Power Integrations 的 ClampZeroTM 有源钳位 IC 以及最近推出的 HiperPFS-5 基于氮化镓的电源可选配时,新 IC 可轻松满足当前高达 220 W 的适配器和充电器的 USB 供电 (PD) 3.1 规范。因子校正器(PFC)。

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    基于霍尔效应的数字磁传感器

    数字磁传感器是一种设备,其中输出开关根据外部磁场的存在在 ON 和 OFF 状态之间切换。这种类型的器件基于霍尔效应的物理原理,被广泛用作接近、定位、速度和电流检测传感器。与机械开关不同,它们是一种持久的解决方案,因为它们没有机械磨损,甚至可以在特别恶劣的环境条件下运行。数字磁传感器正变得越来越普遍,尤其是在汽车和消费电子领域,这要归功于诸如非接触式操作、无需维护、坚固耐用以及对振动、灰尘和液体的免疫等特性。

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    汽车应用中的宽带隙材料

    电动汽车 (EV) 和混合动力电动汽车 (HEV) 正在寻找提高功率转换效率的解决方案。 长期以来,大多数电子功率器件都是基于硅的,硅是一种可以在加工过程中几乎不会产生任何缺陷的半导体。然而,硅的理论性能现在几乎已经完全实现,突出了这种材料的一些局限性,包括有限的电压阻断能力、有限的传热能力、有限的效率和不可忽略的传导损耗。与硅相比,碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 等宽带隙 (WBG) 半导体具有更出色的性能:更高的效率和开关频率、更高的工作温度和更高的工作电压。

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    老化测试提高了 SiC 和 GaN 的可靠性

    新型宽带隙半导体(如碳化硅和氮化镓)在市场上的扩散对传统的老化和测试系统提出了挑战,因为裸片尺寸越来越小,并且组件可以承受更高的电压和温度。