东芝开发全球首款双栅极RC-IEGT 可降低开关损耗

2022年06月17日 16:13 次阅读 稿源:TechWeb 条评论

东芝电子元件及存储装置株式会社和东芝株式会社(Toshiba Corporation,统称 “东芝”)共同研发出全球首款4.5-kV双栅极反向传导注入增强型栅极晶体管(RC-IEGT)。东芝证实,其导通关断时的总功耗(开关损耗)比传统单栅极结构降低24%。

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功率器件是供电和管理电源的组件,对于降低各种电子设备功耗和实现碳中和社会至关重要。在全球脱碳和节能的趋势下,IEGT被广泛用于大功率逆变器和高压直流输电等需要大电流、高能效,以及更低功率损耗的应用。由于在IEGT开启时降低损耗(导通损耗)增加开关损耗,因此很难降低IEGT功耗。

东芝开发了一种4.5kV双栅极RC-IEGT,其空穴控制栅极(CG)与主栅极(MG)分离。与单栅极器件中的反向恢复相比,这种方法通过在关断和注入之前控制空穴提取来降低损耗。在IEGT模式下,电流从基板的背面流向正面,CG关断之后MG关断,减少基板中累积的空穴,降低关断损耗。在二极管模式下,电流从基板正面流向背面,MG和CG在反向恢复之前同时导通,减少了基板中累积的电子,减少了反向恢复损耗。

新开发的双栅极RC-IEGT结合栅极控制技术,关断和导通损耗分别比传统单栅极结构降低24%和18%,反向恢复损耗降低32%。因此,实际测量值中总开关损耗降低24%,而导通损耗没有任何增加。

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