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低空穴衬底电流的新型体硅横向绝缘栅双极晶体管
1
作者 段宝兴 李玉滢 +2 位作者 唐春萍 任宇壕 杨银堂 《物理学报》 北大核心 2026年第5期331-339,共9页
本文提出一种新型延伸多晶硅栅体硅型横向绝缘栅双极晶体管(extended polysilicon gate bulk silicon LIGBT,EGBS-LIGBT),该器件结构为P型衬底上依次外延N型、P型硅作为N漂移区和P漂移区,相当于将常规SOI(silicon-on-insulator)-LIGBT... 本文提出一种新型延伸多晶硅栅体硅型横向绝缘栅双极晶体管(extended polysilicon gate bulk silicon LIGBT,EGBS-LIGBT),该器件结构为P型衬底上依次外延N型、P型硅作为N漂移区和P漂移区,相当于将常规SOI(silicon-on-insulator)-LIGBT的埋氧层替换成N型硅,其优势在于极大降低成本且能降低空穴衬底电流.在阳极正偏时,P漂移区上方的肖特基型延伸多晶硅栅(Schottky-extended polysilicon gate,S-EG)在P漂移区的内侧表面形成电子反型层,以获得低的正向导通压降(V_(on)).此外,阳极采用肖特基接触降低空穴注入效率,而P漂移区快速的动态电场调制能力还可迅速提取存储在漂移区中的过剩载流子,且其多子为空穴还能促进关断时过剩电子的快速复合,关断能量损耗(E_(off))得以降低.仿真结果表明:EGBS-LIGBT在显著降低空穴衬底电流的同时,改善了E_(off)与V_(on)间的折中关系.该器件的V_(on)为1.59 V、空穴衬底电流为1.9 mA/cm^(2)、E_(off)为0.51 mJ/cm^(2)、击穿电压(BV)达701 V.相较常规LIGBT,该结构在保持V_(on)基本不变的前提下,将空穴衬底电流降至1/105,E_(off)降低69.8%,BV提升19.6%. 展开更多
关键词 横向绝缘栅双极晶体管 空穴衬底电流 关断损耗 肖特基接触
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中压三电平IGBT功率模组典型失效机理研究
2
作者 韩剑波 何亮 +2 位作者 刘鎏 高大朋 王永棋 《科技视界》 2026年第5期98-102,共5页
基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的中压三电平功率拓扑广泛应用于大功率电力变换场合,由于其功能重要性对设备运行可靠性要求极高,开展核心IGBT功率器件的失效机理及状态监测技术研究对保障设备运行可靠及运维优化具有重要意义。针对中压... 基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的中压三电平功率拓扑广泛应用于大功率电力变换场合,由于其功能重要性对设备运行可靠性要求极高,开展核心IGBT功率器件的失效机理及状态监测技术研究对保障设备运行可靠及运维优化具有重要意义。针对中压三电平功率拓扑典型IGBT器件,基于电、热多应力下失效机理分析,开展了功率模组-功率模块-功率器件全范围等效物理场建模,基于焊料层空洞这一典型故障类型,对功率器件从正常运行至失效全过程进行了仿真分析,揭示不同失效模式、不同劣化程度下的特征参数变化规律,并验证了参数变化规律与实际劣化状态机理的匹配性,可为建立功率模组定量故障诊断模型奠定技术基础。 展开更多
关键词 失效机理 功率模组 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 空洞率 结温
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基于改进粒子群优化算法-粒子滤波模型的IGBT寿命预测方法研究
3
作者 刘东静 李涛 +1 位作者 肖煜 周小舒 《电气技术》 2026年第1期20-27,34,共9页
为了提高绝缘栅双极型晶体管(IGBT)寿命预测精度,降低维护成本和系统故障风险,提出一种融合改进粒子群优化算法(IPSO)和粒子滤波(PF)的IGBT寿命预测方法。选取集电极-发射极导通电压(Vce_on)作为退化特征参数,以NASA公开的Vce_on历史数... 为了提高绝缘栅双极型晶体管(IGBT)寿命预测精度,降低维护成本和系统故障风险,提出一种融合改进粒子群优化算法(IPSO)和粒子滤波(PF)的IGBT寿命预测方法。选取集电极-发射极导通电压(Vce_on)作为退化特征参数,以NASA公开的Vce_on历史数据集为基础,通过Matlab拟合退化模型,确定模型参数,构建状态方程和观测方程;利用自适应权值和正切函数优化粒子群优化算法参数,改善其前期过早收敛、后期易陷入局部最优的状况;建立IPSO-PF模型,通过IPSO最优寻参分别动态调整PF预测阶段和重采样阶段的粒子权重,使粒子更逼近系统的后验概率分布,设定Vce_on的失效阈值,从而实现IGBT寿命准确预测。经仿真分析,IPSO-PF模型的平均相对精度为0.971 1,相较于PF、无迹卡尔曼粒子滤波(UPF)、猎人猎物优化粒子滤波(HPO-PF)模型,分别提高了20.44%、6.99%、5.37%,证明IPSO-PF模型能有效提升IGBT寿命预测精度。为验证各改进模块的有效性,设计消融实验,结果证明各改进模块有效提升了IPSO-PF模型性能。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 寿命预测 特征参数 粒子群优化算法(PSO) 粒子滤波(PF) 消融实验
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中子/γ单独及顺序辐照对双极型器件的损伤效应研究
4
作者 邢嘉彬 王凯 +2 位作者 曹菲 杨剑群 秦建强 《原子能科学技术》 北大核心 2026年第2期441-448,共8页
基于^(60)Co放射源辐照平台和CFBR-II快中子反应堆,系统性地开展了双极晶体管的中子/γ单独辐照以及不同顺序组合辐照实验。测量了电流增益倒数变化量Δ(1/β)、基极电流I_(B)及其变化量ΔI_(B)随基极-发射极电压VBE的动态响应特性。实... 基于^(60)Co放射源辐照平台和CFBR-II快中子反应堆,系统性地开展了双极晶体管的中子/γ单独辐照以及不同顺序组合辐照实验。测量了电流增益倒数变化量Δ(1/β)、基极电流I_(B)及其变化量ΔI_(B)随基极-发射极电压VBE的动态响应特性。实验发现:PNP型晶体管在先γ后中子和先中子后γ两种辐照顺序下均呈现显著协同增强效应。而NPN型晶体管表现出辐照顺序依赖性,先中子后γ辐照时呈现协同增强效应,先γ后中子辐照时则呈现协同减弱效应。机理分析得出,这种器件类型依赖性源于辐照损伤模式的根本差异,对于PNP型晶体管,γ辐照主要诱导SiO_(2)/Si界面陷阱增加,而NPN型晶体管受γ辐照主要引起氧化层俘获电荷积累,这些正电荷在后续中子辐照时发生室温退火是NPN型器件在后中子辐照中表现出负协同效应的主要原因。本文结果可为中子/γ协同辐射场下不同类型双极型晶体管的抗辐射加固技术提供重要依据。 展开更多
关键词 双极型晶体管 位移损伤 总剂量效应 协同效应
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电机IGBT散热器热特性分析与影响因素研究 被引量：1
5
作者 刘其兵 《微电机》 2025年第7期72-75,共4页
热性能是散热器最基本、最重要的性能指标,本文基于热力学和有限元分析理论,对IGBT散热器进行热仿真数值模拟,获得结构的温度分布情况。在此基础上,从散热器结构的主要设计参数和材料两方面研究了散热器散热性能的影响因素,分析结果表明... 热性能是散热器最基本、最重要的性能指标,本文基于热力学和有限元分析理论,对IGBT散热器进行热仿真数值模拟,获得结构的温度分布情况。在此基础上,从散热器结构的主要设计参数和材料两方面研究了散热器散热性能的影响因素,分析结果表明:对散热效果影响最大的因素是散热器基座的结构尺寸和基座所选用的材料,这为产品设计和选型提供理论参考依据。 展开更多
关键词 热性能 散热器 温度分布 影响因素
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基于MobileNetV3的IGBT故障监测方法
6
作者 肖凯文 钱欣辰 《智能城市》 2026年第1期84-88,共5页
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是电力行业变流器设备的主要器件,其健康状态影响电力设备和电力系统的安全稳定运行。为适应电力设备采用的嵌入式控制系统,文章提出基于MobileNetV3的IGBT故障监测方法。对IGBT的失效机理进行分析,进一步确定... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是电力行业变流器设备的主要器件,其健康状态影响电力设备和电力系统的安全稳定运行。为适应电力设备采用的嵌入式控制系统,文章提出基于MobileNetV3的IGBT故障监测方法。对IGBT的失效机理进行分析,进一步确定能够表征IGBT运行状态的特征变化参数,将其作为算法模型的输入量;将MobileNetV3方法应用于IGBT故障监测,通过减小瓶颈模块中扩展层通道参数,对MobileNetV3进行进一步轻量化改进,构建MobileNetV3故障监测模型,以适应嵌入式系统的较小资源消耗实现高精度的故障监测;通过实验对所提故障监测方法的有效性进行验证。实验结果表明,优化后模型在保持95.98%准确率的同时,参数量降至896 676,内存占用仅为4.4 MB,在精度与资源消耗间取得了良好平衡。 展开更多
关键词 MobileNet IGBT 故障监测 深度学习
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基于新型相变材料的IGBT冷却技术研究与应用
7
作者 宁珍 《科技与创新》 2026年第1期166-168,共3页
研究基于新型相变材料(Phase Change Materials,PCMs)的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)冷却技术,以解决传统冷却方式在高功率密度场景中的局限性。IGBT工作时会产生热量,传统风冷散热效率低,水冷系统复杂... 研究基于新型相变材料(Phase Change Materials,PCMs)的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)冷却技术,以解决传统冷却方式在高功率密度场景中的局限性。IGBT工作时会产生热量,传统风冷散热效率低,水冷系统复杂且易泄漏。新型相变材料通过高相变潜热高效吸热,降低IGBT温度。探讨了相变材料的特性、封装形式及冷却系统设计与优化。结果表明,该技术散热性能优异,结构紧凑且可靠,可显著降低系统质量和体积,保障高速列车牵引变流器安全运行,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 IGBT冷却 相变材料 高速列车牵引变流器 散热效率
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风电系统频繁启停条件下IGBT模块寿命预测模型优化
8
作者 张兴顺 邢雪峰 +3 位作者 韩建涛 艾敬国 宣文虎 侯化澎 《电气技术与经济》 2026年第1期183-185,共3页
风电系统中频繁启停工况引发的瞬态热冲击已成为IGBT模块封装结构热疲劳劣化的关键诱因。本文分析了某沿海2.5MW直驱型风力发电系统的案例概述与优化需求,研究了基于改进Cauer热网络模型的结温反演路径,提出了基于雨流计数法的热疲劳特... 风电系统中频繁启停工况引发的瞬态热冲击已成为IGBT模块封装结构热疲劳劣化的关键诱因。本文分析了某沿海2.5MW直驱型风力发电系统的案例概述与优化需求,研究了基于改进Cauer热网络模型的结温反演路径,提出了基于雨流计数法的热疲劳特征工程提取机制,旨在构建适用于复杂热耦合条件的多维退化建模框架,实现高精度、多参数约束下的封装结构寿命评估。 展开更多
关键词 风电系统 频繁启停 IGBT模块 寿命预测模型
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基于改进小波包分解的风电变流器IGBT模块短路故障检测方法
9
作者 邵立华 詹辉 《电力设备管理》 2026年第2期116-118,共3页
变流器IGBT模块短路故障的高效检测对保障机组安全运行至关重要,本文基于改进小波包分解的风电变流器IGBT模块短路故障检测方法,开展一系列技术性测试,研究提出的方法突破了复杂噪声环境下微弱故障特征提取的瓶颈,为风电变流器IGBT短路... 变流器IGBT模块短路故障的高效检测对保障机组安全运行至关重要,本文基于改进小波包分解的风电变流器IGBT模块短路故障检测方法,开展一系列技术性测试,研究提出的方法突破了复杂噪声环境下微弱故障特征提取的瓶颈,为风电变流器IGBT短路故障的精准诊断提供了新思路,可有效降低设备损毁风险并提升电网稳定性。 展开更多
关键词 改进小波包分解 风电变流器 IGBT模块 短路故障检测
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功率模块无功老化测试系统设计 被引量：1
10
作者 夏彦达 郭斌 +2 位作者 郑永军 陆艺 闫晗 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第2期45-51,共7页
为了验证IGBT模块成品服役期内的可靠性,需要在模拟工况下对模块进行持续性能测试。因此,文中提出一种检测IGBT模块电流输出能力的无功老化测试方案,改变以往使用电机作为老化测试负载的方式,采用定制的三相电抗器作为负载,最大可对输... 为了验证IGBT模块成品服役期内的可靠性,需要在模拟工况下对模块进行持续性能测试。因此,文中提出一种检测IGBT模块电流输出能力的无功老化测试方案,改变以往使用电机作为老化测试负载的方式,采用定制的三相电抗器作为负载,最大可对输出能力为600 A的IGBT模块进行老化测试,同时采用SPWM调制策略控制IGBT模块在三相电抗器中产生正弦电流,并搭建测试平台、开展实验验证。双脉冲测试结果表明:系统测试回路的杂散电感仅为19.2 nH,大幅度降低了测试系统自身对IGBT模块老化测试结果的影响。老化测试结果表明:测试系统能够稳定控制IGBT模块输出的电流等级,输出大电流误差在3%以内。可见,设计的无功老化测试系统具有杂散电感低、控制精度高的特点,满足老化测试需求。 展开更多
关键词 IGBT模块 老化测试 采样电路 正弦脉宽调制 过流保护 杂散电感
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功率模块宽频振荡辐射源定位及其表征方法研究
11
作者 罗皓泽 李菁新 +4 位作者 海栋 叶朔煜 朱安康 李武华 何湘宁 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6897-6909,I0024,共14页
IGBT模块内部宽频振荡类型多、频率范围宽、振荡机理复杂,现有宽频振荡方面的研究面临着表征不清、机理不明等问题,难以快速准确地对模块内部宽频振荡问题进行分析。为此,针对大功率多芯片功率模块的宽频振荡问题,提出完整的表征和分析... IGBT模块内部宽频振荡类型多、频率范围宽、振荡机理复杂,现有宽频振荡方面的研究面临着表征不清、机理不明等问题,难以快速准确地对模块内部宽频振荡问题进行分析。为此,针对大功率多芯片功率模块的宽频振荡问题,提出完整的表征和分析方法,基于近磁场辐射信号可实现宽频振荡的在线时频空特征定位。首先,分析功率模块近磁场的产生机理,选择空间近磁场信号来表征功率模块内部宽频振荡现象;系统阐述基于双脉冲测试的表征平台架构、在线时频空特征定位和离线工况重构算法的实现。实验结果表明,构建的表征平台可有效表征功率模块中的宽频振荡问题,可清晰定位产生宽频振荡的阶段和器件,基于离散测试工况下的测试结果可精准预测变换器实际运行工况下频谱峰值对应的频率,低频和高频下的振荡峰值预测误差分别不超过3和5 dBμV,频谱上包络的皮尔逊相似度系数为0.814,整体变化趋势一致,为宽频振荡建模、分析提供一定指标和实验工具。 展开更多
关键词 宽频振荡定位 近磁场特性 离线重构
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自适应逐周期逼近型SiC MOSFET栅极驱动芯片 被引量：1
12
作者 张烁 周清越 +3 位作者 李超 陈伟铭 刘畅 童乔凌 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期135-141,共7页
为了抑制碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)在开通过程中产生的电流过冲,设计了一种自适应逐周期逼近型SiC MOSFET有源栅极驱动芯片.通过对SiC MOSFET的开通过程的分析,总结出电流过冲的产生机理,提出了抑制电流过冲的方... 为了抑制碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)在开通过程中产生的电流过冲,设计了一种自适应逐周期逼近型SiC MOSFET有源栅极驱动芯片.通过对SiC MOSFET的开通过程的分析,总结出电流过冲的产生机理,提出了抑制电流过冲的方案.驱动通过检测栅极电压和漏源电压判断SiC MOSFET的开通阶段,进行三段式电流控制,在降低电流过冲的同时,将漏源电压转换率(d V/dt)限制在安全水平.使用自适应逐周期逼近的反馈控制技术补偿了反馈环路的控制延时,能根据工况自适应调节电流切换点.采用东部高科180 nm BCD工艺实现,有效面积为2300μm×2100μm.仿真结果表明:相较于传统栅极驱动,在相同的d V/dt条件下,电流过冲下降了13.7%,开通损耗降低了38%. 展开更多
关键词 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET) 有源栅极驱动 自适应 电流过冲 开通损耗 逐周期逼近
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基于分布式参数退化模型的IGBT器件寿命预测方法研究 被引量：2
13
作者 陈思宇 李辉 +2 位作者 赖伟 姚然 段泽宇 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第10期4007-4017,I0037,共12页
IGBT器件制造工艺差异往往导致器件服役寿命存在分散性,而传统寿命预测解析方法难以有效应对器件实际服役寿命的分散性问题,文中提出一种基于分布式参数退化模型的IGBT器件寿命分布概率预测方法,可实现其寿命分布区间的概率预测。首先,... IGBT器件制造工艺差异往往导致器件服役寿命存在分散性,而传统寿命预测解析方法难以有效应对器件实际服役寿命的分散性问题,文中提出一种基于分布式参数退化模型的IGBT器件寿命分布概率预测方法,可实现其寿命分布区间的概率预测。首先,基于IGBT器件的封装工艺缺陷、运行端部特性、退化过程分散性分析其服役寿命呈现分散性的原因;其次,基于导通压降的失效演化规律建立IGBT器件状态参量退化模型,并通过Levenberg-Marquardt算法拟合获取退化模型的参数分布特性;最后,基于蒙特卡洛法对IGBT器件服役寿命分布的概率进行预测,并通过实验算例对所提寿命预测方法进行验证,同时与传统寿命预测模型进行对比。结果表明,在考虑同一型号IGBT器件分散性的条件下,所提方法平均寿命预测误差约为3%,相比于传统寿命模型,在器件寿命分散性的预测方面具有优越性。 展开更多
关键词 IGBT器件 寿命预测 概率分布 可靠性
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基于阵列波导光栅的IGBT功率模块结温监测 被引量：3
14
作者 高礼玉 栾洪洲 +2 位作者 李天琦 黄欣欣 张锦龙 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1796-1804,共9页
高压、大功率型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是柔性直流输电网实现电能转换的核心组件,而高温是导致工程中IGBT模块的实际运行寿命远低于设计指标的最主要原因,因此实时监测IGBT模块内部温度是提高IGBT模块寿命、保证电网柔性直流输电正常... 高压、大功率型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是柔性直流输电网实现电能转换的核心组件,而高温是导致工程中IGBT模块的实际运行寿命远低于设计指标的最主要原因,因此实时监测IGBT模块内部温度是提高IGBT模块寿命、保证电网柔性直流输电正常运行的重要手段。该文提出一种基于阵列波导光栅(AWG)的IGBT温度监测系统,首先进行IGBT模块热仿真,根据仿真结果得到的IGBT模块运行时的温度分布规律来探究传感器部署位置。其次利用AWG通道的波分特性对传感器反射波长进行解调,多通道、高精度的AWG解调可以大幅度降低IGBT结温监测成本,提高系统精度,利用波导布拉格光栅(WBG)传感器反射波长与被测芯片表面之间的温度关系推导出芯片的结温信息。最后通过对照实验验证了系统的可靠性。实验数据表明,该结温在线监测方法能准确获取IGBT内部芯片的动态结温,且温度动态波动幅度小于0.6%。 展开更多
关键词 IGBT模块 结温监测 波导布拉格光栅 阵列波导光栅
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不同工况条件及温度分布下高压IGBT模块三维空间电荷分布特性
15
作者 康永强 孟昱 +3 位作者 包艳艳 刘康 潘玥 李帅兵 《高电压技术》 北大核心 2025年第12期5754-5769,共16页
高压IGBT模块空间电荷是影响其封装绝缘安全的主要威胁之一,空间电荷分布不仅与运行工况有关,且受内部温度分布影响较大。该文以高压IGBT模块为研究对象,建立三维双极性载流子模型,在此基础上,构建IGBT模块电-热-电荷多物理场耦合模型,... 高压IGBT模块空间电荷是影响其封装绝缘安全的主要威胁之一,空间电荷分布不仅与运行工况有关,且受内部温度分布影响较大。该文以高压IGBT模块为研究对象,建立三维双极性载流子模型,在此基础上,构建IGBT模块电-热-电荷多物理场耦合模型,获得IGBT模块空间电荷三维分布特性,计算结果与实验测量结果一致性较好,验证了所建模型的有效性。基于此,重点研究了不同工况条件、不同温度分布对IGBT模块绝缘封装空间电荷分布的影响规律,结果表明:IGBT模块空间电荷最大位置出现在铜电极、Al_(2)O_(3)陶瓷基板和封装硅胶三者联结点处,在封装硅胶-IGBT交界面处,温度越高,空间电荷密度越大,且导通电流大小对空间电荷最敏感。该研究为IGBT模块三维空间电荷分布计算及绝缘封装优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 高压IGBT模块 绝缘封装 空间电荷 运行工况 温度分布
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智能电网用高功率密度1500A/3300V绝缘栅双极晶体管模块 被引量：20
16
作者 刘国友 黄建伟 +2 位作者 覃荣震 罗海辉 朱利恒 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2784-2792,共9页
基于双扩散金属氧化物半导体(diffused metal-oxide semiconductor,DMOS)元胞设计技术,针对智能电网的需求,引入"电子注入增强"以及台面栅技术,优化了3 300 V绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)芯片... 基于双扩散金属氧化物半导体(diffused metal-oxide semiconductor,DMOS)元胞设计技术,针对智能电网的需求,引入"电子注入增强"以及台面栅技术,优化了3 300 V绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)芯片的整体性能。基于该芯片制造出的1 500 A/3 300 V高功率密度IGBT模块,相对于优化前其额定电流从1 200 A上升到了1 500 A(上升了25%),同时导通压降从2.8 V下降到了2.4 V(下降了14%),最高工作结温从125℃提升到150℃。反偏安全工作区(reverse biased safe operation area,RBSOA)与短路安全工作区(short-circuit safe operation area,SCSOA)测试显示,该模块能在集电极电压为2 000 V的情况下关断3 000 A的电流,并且在栅电压为15 V、集电极电压为2 000 V的短路条件下的安全工作时间超过10?s。测试结果显示,该模块导通压降及开关损耗性能与同类型国际主流产品相当。 展开更多
关键词 绝缘栅双极晶体管 智能电网 电子注入增强 台面栅 IGBT模块 短路安全工作区
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IGBT电压击穿特性分析 被引量：32
17
作者 汪波 胡安 +1 位作者 唐勇 陈明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期145-150,共6页
针对绝缘栅双极晶体管(IGBT)应用选型中长期以来采用经验的粗放式设计方法,本文基于IGBT结构和PN结雪崩击穿原理,分析了场终止型IGBT雪崩击穿电压的计算公式和测量方法。由于线路和器件内部分布电感的存在,开关时会产生一个电压尖峰,分... 针对绝缘栅双极晶体管(IGBT)应用选型中长期以来采用经验的粗放式设计方法,本文基于IGBT结构和PN结雪崩击穿原理,分析了场终止型IGBT雪崩击穿电压的计算公式和测量方法。由于线路和器件内部分布电感的存在,开关时会产生一个电压尖峰,分析了IGBT过电压击穿特性和电压尖峰的抑制方法。针对通常认为一旦发生过电压击穿就会损坏器件的错误认识,分析了IGBT过电压击穿失效机理和失效模式,发现过电压击穿失效本质是由于热量累积引起结温上升的热击穿失效,失效模式初始表现为短路最终表现为开路,最后实验验证了IGBT具有可承受短时过电压击穿的能力。 展开更多
关键词 IGBT 雪崩击穿 失效机理 失效模式 短时过电压
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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：25
18
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
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中子单粒子效应研究现状及进展 被引量：17
19
作者 杨善潮 齐超 +8 位作者 刘岩 郭晓强 金晓明 陈伟 白小燕 林东生 王桂珍 王晨辉 李斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期4-10,共7页
回顾了中子单粒子研究的国内外发展情况,介绍了近几年西北核技术研究所在西安脉冲堆开展的低能中子单粒子效应研究进展。比较了稳态与脉冲工况下中子单粒子效应的异同性;分析了含有SRAM结构器件随着特征尺寸的减小,中子单粒子效应敏感... 回顾了中子单粒子研究的国内外发展情况,介绍了近几年西北核技术研究所在西安脉冲堆开展的低能中子单粒子效应研究进展。比较了稳态与脉冲工况下中子单粒子效应的异同性;分析了含有SRAM结构器件随着特征尺寸的减小,中子单粒子效应敏感性加剧的物理机制。分析认为目前中子单粒子效应已成为小尺寸大规模互补金属氧化物半导体器件的主要中子效应表现;中子辐射效应研究中,除了位移损伤效应以外还必需重视由中子电离造成的中子单粒子效应。 展开更多
关键词 中子辐照效应 中子单粒子效应 随机静态存储器 低能中子
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IGBT极限功耗与热失效机理分析 被引量：27
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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
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